磷酸鐵鋰電池處理設備

　　由于磷酸鐵鋰動力電池具有比能量高、循環壽命長、安全性能好等優點, 因此被廣泛使用在各種電動汽車上, 而磷酸鐵鋰動力電池的平均使用壽命大約為3年, 因此, 大量生產的背后, 意味著每年都會有大量的廢棄磷酸鐵鋰電池產生。

　　磷酸鐵鋰動力電池組成主要包括正片、負片、電解液和隔膜等。正片的制作是通過將磷酸鐵鋰、導電劑、粘結劑和乙炔黑等按一定比例進行混合, 再涂于鋁箔上制成, 負則主要由活性炭材料和粘合劑混合后涂于銅箔上制成, 電池中的電解液主要由有機溶劑和電解質鋰鹽組成, 隔膜主要是聚烯烴微孔膜。

　　廢舊電池經拆解后主要可以獲得金屬外殼、鋁箔片、銅箔片、塑料隔膜, 金屬外殼和塑料隔膜被統一回收化處理, 而鋁箔片和銅箔片則通過不同的處理手段進行不同的資源化回收利用。

　　同時, 在對廢舊磷酸鐵鋰電池電片進行處理前, 需要根據它內部的組成特性進行相應的前期預處理, 主要包括對電池殘余電量進行放電、電池拆解及金屬外殼破碎等。

　　在進行放電處理時, 對不同種類的電池采用不同的處理方法, 對含電量少的小型電池可以通過浸泡電解液短路的方法來使電池失活。而對像動力電池這種中大型電池, 因其殘余電量可能比較大, 通常是采用放電設備行放電處理, 待電量耗盡后再對電池進行拆解;在工業規模的回收企業中, 通常采用液氮產生的低溫條件下對廢電池進行處理, 使其失活后再進行拆解處理。

　　手工拆解分出正負片, 再分別進行回收處理。采用先將電池進行整體粉碎的方法, 待完全粉碎后依據電池組成材料物理特性的不同再進行分離。隔膜由于具有質量輕的特性, 通過風力搖床或浮選的方法可以將隔膜與電池其他材料進行有效分離。

　　對廢舊磷酸鐵鋰動力電池的回收處理研究主要集中在磷酸鐵鋰正片上, 在獲得磷酸鐵鋰粉體前需要對正片進行前期處理, 一般采用有機溶劑溶解粘結劑、高溫燒結、溶解電片上鋁箔等方法得到磷酸鐵鋰活性材料, 然后對其進行下一步回收。

　　干法回收技術

　　干法回收技術主要是先通過機械分選的方式將廢電池外殼、電片和隔膜進行分離, 再通過高溫焚燒的方法對電片進行處理, 通過煅燒去除有機粘結劑, 使磷酸鐵鋰粉末與鋁箔片分離, 獲得磷酸鐵鋰材料, 電池中的揮發性化合物待其以蒸汽形式揮發后, 通過冷凝的方式對其進行收集。

　　干法回收工藝的優點是不會有其他的化學反應發生, 同時工藝流程短, 缺點是整個回收工藝對廢電池的針對性不強, 能耗高且電池中的有機溶劑等燃燒后容易引起嚴重的環境污染, 一般作為金屬分離回收的初步階段。

　?、偻ㄟ^將廢舊的磷酸鐵鋰電池粉碎得到正片,

　?、谠偻ㄟ^在惰性氣氛或者還原性氣氛條件下, 對正片進行熱處理使粘結劑碳化,

　?、墼诔暡ㄕ鹗幏蛛x的作用下使活性物質和鋁箔有效分離,

　?、茉诘玫降恼姿徼F鋰回收料中加入適量原料以得到所需的鋰、鐵、磷的摩爾比,

　?、菰俑鶕邷毓滔喾ê铣尚碌牧姿徼F鋰。

　　濕法回收技術

　　濕法回收技術主要是通過酸堿溶液作為媒介, 使磷酸鐵鋰電池中的金屬離子溶解, 進一步利用沉淀、吸附、離子交換等方式將溶解到溶液中的金屬離子以氧化物、鹽等形式提取出來[19], 反應過程中多數使用硫酸、氫氧化鈉和雙氧水等作為試劑。

　　濕法回收主要包括浸出過程和萃取過程浸出過程通過調整酸堿溶液、濃度、反應時間及液固比等手段進行優化反應條件, 在優條件來使金屬元素以離子形式浸出。

　　萃取過程則是利用合適的萃取劑 (如卜二酮類、一些醇類和烷基磷類) 對溶液中的鋰有進行萃取, 終獲得想要的目標金屬。

　　干法回收技術原理簡單, 對設備要求不高, 但能耗高, 廢電池中金屬回收率低, 且在回收過程中容易造成環境污染。

　　濕法回收技術比較成熟且回收到的金屬純度較高, 能夠對廢電池中的金屬有針對性地進行定向回收, 缺點是工藝流程長, 能耗大且成本高, 對設備要求高, 不能對電池中的電解液等有機物質進行有效回收。

　　生物回收技術優點是工藝簡單, 環境友好, 對設備要求低, 缺點是技術尚不成熟, 花費周期長, 浸出條件控制難, 回收率不高。其他回收技術屬于嘗試階段。綜合來說, 廢舊磷酸鐵鋰電池在回收上仍將以濕法回收為主, 并在生物浸出回收上實現一定的突破, 通過結合多方面的優化實現回收。

　　基于鋰電池負結構特點，世邦磷酸鐵鋰電池處理設備采用破碎篩分與氣流分選組合工藝，對其進行分離富集研究，以實現廢鋰電池負銅、鋁與碳粉的分離回收。

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