鋰離子電池因其能源清潔性、較長的使用壽命以及相對較高的能量密度,目前已廣泛應(yīng)用于手機(jī)、筆記本電腦以及新能源電動汽車等日常生活領(lǐng)域。隨著鋰離子電池使用量的飛速增長和隨之而來的大量廢棄,由鋰離子電池中所含的多種重金屬、電解液、粘結(jié)劑等有害物質(zhì)引起的潛在危害日益受到社會公眾的關(guān)注。另一方面,廢鋰離子電池中含有的大量有價金屬資源也使其成為資源回收領(lǐng)域關(guān)注的焦點(diǎn)之一。為了采用傳統(tǒng)的酸浸工藝從廢鋰離子電池正極材料中高效地提取有價金屬,論文提出了采用機(jī)械化學(xué)還原技術(shù)強(qiáng)化廢鋰離子電池中有價金屬浸出的方法,并通過實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)地研究了機(jī)械化學(xué)還原對廢鋰離子電池正極材料的物理與化學(xué)性質(zhì)、有價金屬浸出率以及浸出動力學(xué)的影響。對于正極材料LiNi_xCo_yMn_1-x-yO₂的酸性浸出,首先在正極材料中加入還原鋅粉,然后將兩者進(jìn)行機(jī)械球磨以增強(qiáng)其反應(yīng)活性。研究表明,機(jī)械化學(xué)還原過程能夠顯著增強(qiáng)廢鋰離子電池正極材料中難浸出的鈷和錳的浸出,浸出率分別由未球磨時的31.2%和15.2%,均提高至90%以上;同時還能有效改善鎳和鋰的浸出,浸...

【文章頁數(shù)】：69 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 鋰離子電池概況
        1.1.1 鋰離子電池的發(fā)展及其在電動汽車方面的應(yīng)用
        1.1.2 鋰離子電池的結(jié)構(gòu)特征
        1.1.3 廢鋰離子電池回收的重要意義
    1.2 廢鋰離子電池回收技術(shù)研究現(xiàn)狀
        1.2.1 火法冶金
        1.2.2 濕法冶金
    1.3 機(jī)械化學(xué)概述
        1.3.1 機(jī)械化學(xué)法在廢鋰離子電池回收領(lǐng)域的應(yīng)用
    1.4 存在問題分析與本研究課題的提出
    1.5 研究內(nèi)容和方法
        1.5.1 廢鋰離子電池預(yù)處理實(shí)驗(yàn)研究
        1.5.2 機(jī)械化學(xué)還原試劑的篩選
        1.5.3 機(jī)械化學(xué)還原強(qiáng)化廢鋰離子電池中有價金屬浸出工藝研究
        1.5.4 機(jī)械化學(xué)還原強(qiáng)化廢鋰離子電池中有價金屬浸出動力學(xué)研究
        1.5.5 機(jī)械化學(xué)還原強(qiáng)化廢鋰離子電池中有價金屬浸出機(jī)理研究
    1.6 研究技術(shù)路線
第二章 機(jī)械化學(xué)還原試劑的篩選
    2.1 引言
    2.2 實(shí)驗(yàn)部分
        2.2.1 實(shí)驗(yàn)原料
        2.2.2 實(shí)驗(yàn)試劑及設(shè)備
        2.2.3 實(shí)驗(yàn)方法
    2.3 預(yù)處理實(shí)驗(yàn)研究
        2.3.1 熱處理實(shí)驗(yàn)
        2.3.2 熱處理樣品的表面形貌分析
        2.3.3 熱處理樣品的晶體結(jié)構(gòu)分析
        2.3.4 熱處理樣品的組成分析
    2.4 機(jī)械化學(xué)還原試劑篩選結(jié)果與討論
        2.4.1 不同還原劑對有價金屬浸出率的影響
        2.4.2 還原劑添加量對有價金屬浸出率的影響
        2.4.3 不同鋅粉添加量對有價金屬浸出率的影響
    2.5 本章小結(jié)
第三章 機(jī)械化學(xué)還原強(qiáng)化廢鋰離子電池中有價金屬浸出工藝研究
    3.1 引言
    3.2 實(shí)驗(yàn)部分
        3.2.1 實(shí)驗(yàn)原料
        3.2.2 實(shí)驗(yàn)試劑及設(shè)備
        3.2.3 實(shí)驗(yàn)方法
    3.3 正交實(shí)驗(yàn)分析
    3.4 機(jī)械化學(xué)還原強(qiáng)化浸出效果分析
        3.4.1 機(jī)械球磨轉(zhuǎn)速對浸出率的影響
        3.4.2 機(jī)械球磨時間對浸出率的影響
        3.4.3 液固比對浸出率的影響
        3.4.4 浸出溫度對浸出率的影響
        3.4.5 酸初始濃度對浸出率的影響
        3.4.6 浸出時間對浸出率的影響
    3.5 本章小結(jié)
第四章 機(jī)械化學(xué)還原強(qiáng)化廢鋰離子電池中有價金屬浸出動力學(xué)研究
    4.1 引言
    4.2 實(shí)驗(yàn)部分
        4.2.1 實(shí)驗(yàn)原料
        4.2.2 實(shí)驗(yàn)試劑及設(shè)備
        4.2.3 實(shí)驗(yàn)方法
    4.3 浸出反應(yīng)表觀活化能
        4.3.1 未球磨樣品浸出反應(yīng)的表觀活化能
        4.3.2 機(jī)械化學(xué)還原后樣品浸出反應(yīng)的表觀活化能
    4.4 本章小結(jié)
第五章 機(jī)械化學(xué)還原強(qiáng)化廢鋰離子電池中有價金屬浸出機(jī)理研究
    5.1 引言
    5.2 實(shí)驗(yàn)部分
        5.2.1 實(shí)驗(yàn)原料、試劑
        5.2.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備
        5.2.3 實(shí)驗(yàn)方法
    5.3 機(jī)械化學(xué)還原對正極材料物理性質(zhì)的影響
        5.3.1 機(jī)械化學(xué)還原對正極材料表面形貌影響
        5.3.2 機(jī)械化學(xué)還原對正極材料粒度和比表面積影響
        5.3.3 物理性質(zhì)變化對有價金屬浸出率的影響
    5.4 機(jī)械化學(xué)還原對正極材料晶體結(jié)構(gòu)的影響
        5.4.1 X射線衍射分析
        5.4.2 X射線光電子能譜分析
    5.5 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論與建議
    6.1 結(jié)論
    6.2 建議
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果
致謝



本文編號：3853744