本文關(guān)鍵詞：廢舊三元鋰離子電池正極材料的回收技術(shù)研究

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【摘要】：隨著能源需求的增加、電子市場和電動車市場的不斷發(fā)展,鋰離子電池由于其安全、環(huán)保、高比能量和良好的電化學(xué)性能等優(yōu)越的性能受到了人們的青睞。也正因為如此,大量的鋰離子電池被生產(chǎn)和消耗。為了保護環(huán)境、節(jié)約資源,同時能夠進行資源的循環(huán)利用,發(fā)展廢舊鋰離子電池回收技術(shù)十分必要。而三元材料中含有多種有價值的金屬元素,具有較大的回收價值。在本文中,主要研究了利用葡萄糖酸對廢舊鋰離子電池中的三元正極材料進行酸浸的過程,并且從酸的濃度、還原劑的量、固液比、酸浸時間和溫度這5個方面對實驗的條件進行了研究,并對其反應(yīng)機理進行了探討。⑴實驗內(nèi)容包括:對電池進行充分放電;然后進行人工拆解分離金屬和塑料外殼、負極、隔膜和正極;并利用NMP和超聲輔助清洗分離活性物質(zhì)和鋁箔;對活性物質(zhì)進行熱處理和SEM、XRD表征;利用葡萄糖酸進行酸浸,并對最佳條件進行探究。⑵從實驗的結(jié)果可知酸的濃度、還原劑的量、水浴的溫度對浸出的效率影響較大,而固液比和時間對效果的影響則較小,但浸出效率都較高。當酸的濃度為1 mol/L,還原劑的量為1 vol.%,固液比為30 g/L時,在70℃條件下水浴80分鐘,Co、Mn、Ni的浸出率達到了90 wt.%以上,Li的浸出效率達到了95 wt.%以上。說明葡萄糖酸對三元材料具有很好的酸浸效果,并且具有很好的普適性。⑶葡萄糖氧化酶催化氧化葡萄糖,該反應(yīng)的產(chǎn)物C6H12O7和H2O2正好是酸浸的浸取劑和還原劑,因此將生物的酶反應(yīng)應(yīng)用到回收中可以成為未來的研究方向之一。未來的回收發(fā)展方向也將向著環(huán)境友好、無害、低成本并且能帶來經(jīng)濟效益的方向發(fā)展。
【關(guān)鍵詞】：回收 廢舊鋰離子電池 三元材料 酸浸 葡萄糖酸
【學(xué)位授予單位】：北京理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TM912
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-30
• 1.1 前言10-11
• 1.2 鋰離子電池介紹11-14
• 1.2.1 負極12
• 1.2.2 正極12
• 1.2.3 粘結(jié)劑12
• 1.2.4 電解液12-13
• 1.2.5 隔膜13-14
• 1.3 廢舊鋰離子電池回收的誘因14-17
• 1.3.1 廢舊鋰離子電池產(chǎn)生的數(shù)量14-15
• 1.3.2 廢舊鋰離子電池引起的環(huán)境問題15
• 1.3.3 廢舊鋰離子電池中潛在的資源15-16
• 1.3.4 全球鋰資源和鈷資源的承載能力16-17
• 1.4 整體的回收流程17-24
• 1.4.1 預(yù)處理過程18-20
• 1.4.2 廢舊鋰離子電池的二次處理20-24
• 1.5 廢舊鋰離子電池的深度處理24-28
• 1.5.1 傳統(tǒng)的深度處理過程24-27
• 1.5.2 新的深度處理方法27-28
• 1.6 本章小結(jié)28-29
• 1.7 本文的研究內(nèi)容和創(chuàng)新點29-30
• 1.7.1 本文的研究內(nèi)容29
• 1.7.2 本文的主要創(chuàng)新點29-30
• 第2章 主要的儀器、試劑和實驗方法30-35
• 2.1 主要的實驗儀器30-31
• 2.2 主要的原材料和試劑31
• 2.3 測試方法31-33
• 2.3.1 XRD測材料的形貌31-32
• 2.3.2 ICP測試32
• 2.3.3 掃描電子顯微鏡（SEM）32-33
• 2.3.4 質(zhì)譜分析33
• 2.4 實驗過程33-35
• 2.4.1 廢舊鋰離子電池的預(yù)處理過程34
• 2.4.2 活性物質(zhì)的酸浸處理34
• 2.4.3 葡萄糖氧化實驗34-35
• 第3章 三元材料酸浸過程的研究35-44
• 3.1 酸浸過程研究35-40
• 3.1.1 葡萄糖酸的濃度對浸出效果的影響。35-36
• 3.1.2 還原劑（H2O2）的量對浸出效率的影響36-37
• 3.1.3 固液比對浸出效率的影響37-38
• 3.1.4 浸取時間對酸浸效果的影響38-39
• 3.1.5 水浴溫度對酸浸效果的影響39-40
• 3.2 處理過程中正極材料的表征分析40-42
• 3.2.1 SEM測試40-41
• 3.2.2 XRD測試41-42
• 3.3 酸浸的反應(yīng)機理的探討42-43
• 3.4 本章小結(jié)43-44
• 第4章 葡萄糖氧化實驗研究44-47
• 4.1 質(zhì)譜分析44
• 4.2 NaOH滴定44-45
• 4.3 酶反應(yīng)機理的探究45-46
• 4.4 本章小結(jié)46-47
• 結(jié)論47-49
• 參考文獻49-55
• 致謝55

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 ;電動汽車電池市場發(fā)展迅速 三年激增3倍[J];電源世界;2014年06期

，

本文編號：1076428