近年來,鋰離子電池大規(guī)模地應(yīng)用于便攜式電子產(chǎn)品,電動(dòng)汽車,儲(chǔ)能系統(tǒng)以及可再生能源發(fā)電配套設(shè)施中。隨之而來的問題是,廢舊鋰離子電池的數(shù)量越來越多。據(jù)統(tǒng)計(jì),在2020年前后,動(dòng)力電池的報(bào)廢量將達(dá)到50萬噸。此外,目前我國(guó)手機(jī)的總產(chǎn)量已超過20億只,以一部手機(jī)配一塊鋰離子電池計(jì),電池的平均壽命為3年,那么3年后,我們身邊的廢舊鋰離子電池?cái)?shù)量就可能達(dá)到數(shù)以百億塊。這還不包括筆記本電腦、照相機(jī)、充電寶等常用設(shè)備中所使用的鋰離子電池。因此,廢舊鋰離子電池的回收已成為全球面臨的問題,否則將產(chǎn)生諸多與資源浪費(fèi)和環(huán)境污染相關(guān)的風(fēng)險(xiǎn)。
國(guó)內(nèi)外動(dòng)力電池回收利用現(xiàn)狀:
從動(dòng)力電池全生命周期來看,動(dòng)力電池的回收再利用包含梯次利用、金屬和電池材料再生、動(dòng)力電池制造和配套到電動(dòng)汽車幾個(gè)階段。其中,梯次利用的對(duì)象一般是電池模組的重組在使用過程,而對(duì)于電池單體的回收再利用,往往要經(jīng)過電池包的手工拆解/設(shè)備拆解,然后對(duì)電極材料進(jìn)行火法/濕法冶金。就鋰電池而言,國(guó)內(nèi)外采用物理拆解、火法和濕法工藝組合的方式,可回收得到金屬銅、鋁及金屬鈷和鎳等產(chǎn)物。
鈷酸鋰基本信息:
中文別名:鈷酸鋰;鈷(III)酸鋰,一般用于鋰離子二次電池正極材料 ,液相合成工藝,它采用聚乙烯醇(PVA)或聚乙二醇(PEG)水溶液為溶劑,鋰鹽、鈷鹽分別溶解在PVA或PE溶液中,混合后的溶液經(jīng)過加熱,濃縮形成凝膠,生成的凝膠體再進(jìn)行加熱分解,然后在高溫下煅燒,將燒成的粉體碾磨、過篩即得到鈷酸鋰粉。
鈷酸鋰的理化性質(zhì):
其外觀呈灰黑色粉末。在酸性溶液中是強(qiáng)氧化劑,能將CI-氧化為Cl2,將Mn2+氧化為MnO4-。在酸性溶液中的氧化還原電位比高鐵酸弱一些,但遠(yuǎn)高錳酸。
鈷酸鋰作為鋰電正極材料的作用機(jī)理:LCO作為鋰離子電池正極的機(jī)理在于其是一種鋰離子導(dǎo)體,即內(nèi)部的鋰離子可以在一定電化學(xué)條件下從材料內(nèi)部出來(脫嵌),然后在另一電化學(xué)條件下嵌入回去,且具有良好的可逆性。
鈷酸鋰正極材料與鋰離子電池的發(fā)展:
2019年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)授予了John B. Goodenough、M. Stanley Whittingham和Akira Yoshino三位對(duì)鋰離子電池的發(fā)展做出了重要貢獻(xiàn)的科學(xué)家. 鈷酸鋰等正極材料的發(fā)現(xiàn)助推了鋰離子電池商業(yè)化的進(jìn)程,對(duì)電池的性能起著決定性的作用.。
鈷粉回收、鈷粉被用在石油工業(yè)的加鉛裂化上,主要用做石油脫氫硫的催化劑。如美國(guó)的汽油平均含硫量從0.03%降到0.003%,鈷催化劑發(fā)揮了很大作用。
隨著納米科技的發(fā)展,發(fā)現(xiàn)納米鈷粉對(duì)聚碳硅烷熱裂解過程具有催化作用,并可降低裂解溫度。鈷的加入促進(jìn)了熱裂解過程中β-SiC 微晶的生長(zhǎng)。
鈷氧化物納米催化劑對(duì)N2O=N2+O2分解反應(yīng)有良好的催化作用,其中以Co2O3催化效果佳。Co-Mo納米晶和金粉具有較高的析氫催化活性,其析氫過電位低于用同種方法制備的Ni-Mo 納米晶合金復(fù)合電極
鈷粉回收、超細(xì)鈷粉可制成特種功能材料。例如,將它廣泛用于特種模具及軸瓦和耐磨件的內(nèi)襯。裝甲材料通常是采用各種合金來提高其韌性和抗沖擊性能,以抵御炮彈的攻擊。超細(xì)鈷粉經(jīng)新工藝燒結(jié)后,可制成新型高強(qiáng)度超硬材料,用于裝甲防護(hù)。還可以制成耐高溫、散熱、導(dǎo)電的防腐涂層,可廣泛用于宇航、機(jī)場(chǎng)、碼頭、油庫、艦船等特種場(chǎng)合的防護(hù)。
鈷粉回收,鈷粉是世界的金屬,鈷粉是用于超硬合金材料(如硬質(zhì)合金和人造金剛石工具)的關(guān)鍵原料之一,其性能決定了超硬合金材料的粘結(jié)性能、強(qiáng)度和韌性,對(duì)超硬合金材料的使用性能至關(guān)重要
鈷粉回收,鈷粉主要用途:
廣泛用于航空、航天、電器、機(jī)械制造、化學(xué)和陶瓷工業(yè)。鈷基合金或含鈷合金鋼用作燃汽輪機(jī)的葉片、葉輪、導(dǎo)管、噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)、火發(fā)動(dòng)機(jī)、的部件和化工設(shè)備中各種高負(fù)荷的耐熱部件以及原子能工業(yè)的重要金屬材料。鈷作為粉末冶金中的粘結(jié)劑能硬質(zhì)合金有一定的韌性。磁性合金是現(xiàn)代化電子和機(jī)電工業(yè)中不可缺少的材料,用來制造聲、光、電和磁等器材的各種元件。鈷也是磁性合金的重要組成部分。在化學(xué)工業(yè)中,鈷除用于高溫合金和防腐合金外,還用于有色玻璃、顏料、琺瑯及催化劑、干燥劑等。
鋰電正極材料中,LCO具有真密度和壓實(shí)密度,這使其在對(duì)電池體積有苛刻要求的電池領(lǐng)域的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)得天厚。另外,LCO也比現(xiàn)在盛行的三元材料具有更好的循環(huán)性能、低溫性能、倍率性能等。
LCO材料的優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì):所有鋰電正極材料中,LCO具有真密度(5.1g/cm3)和壓實(shí)密度(~4.3 g/cm3),這使其在對(duì)電池體積有苛刻要求的電池領(lǐng)域應(yīng)用優(yōu)勢(shì)得天厚。另外,LCO比現(xiàn)有的三元材料具有更好的循環(huán)性能、低溫性能、倍率性能等,至今在一些3C電池、低溫高倍率電池用正極材料方面仍然是非鈷莫屬。
鋰電一統(tǒng)天下的時(shí)代可能還有光明的未來,但動(dòng)力和儲(chǔ)能的興起使得鈷?cǎi)R上就面臨著捉襟見肘的窘境。
以一輛特斯拉用的電池來說,如果全部用LCO來制造,大約只能滿足8000萬輛車用電池的需求,顯然無論從年產(chǎn)量還是從未來電動(dòng)汽車的容量來說,鈷是難以支撐新能源產(chǎn)業(yè)的未來。根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),全球只有不到60%的鈷會(huì)用于電池。
其次就是安全性,大容量LCO電池的安全性不容樂觀,特別是在滿電擠壓、過熱或過充電條件,LCO電池一般毫不猶豫地會(huì)以爆炸的方式體現(xiàn)自己的個(gè)性。LCO在爆炸方面的偏好似乎是不容妥協(xié)的,即使負(fù)極采用了高安全的鈦酸鋰的“鈷鈦”電池,其在過充和擠壓下同樣會(huì)發(fā)生猛烈爆炸。
長(zhǎng)春鋰電池三元材料回收廠家
更新時(shí)間:2024-03-30