A tecnologia de recuperação de alta eficiência de metais valiosos de resíduos de baterias de íon-lítio tornou-se um hotspot de pesquisa em casa e no exterior. Visando o estado atual da tecnologia de recuperação de metais valiosos em baterias de íons de lítio residuais, este artigo apresenta os métodos de pesquisa de pré-tratamento e tratamento de materiais catódicos no processo de recuperação de metais valiosos e avalia brevemente as vantagens e desvantagens de vários métodos. Durante o processo de reciclagem, foram analisadas as dificuldades técnicas como o complexo processo de separação e purificação e a fácil geração de poluição secundária, e foi apontado que o acompanhamento deve realizar pesquisas aprofundadas sobre o processo de reciclagem, explorar as processo de reciclagem eficiente, e industrializar a tendência de desenvolvimento de resultados de pesquisas laboratoriais.

Na vida moderna, os dispositivos de comunicação eletrônica, como câmeras, câmeras de vídeo, notebooks e telefones celulares usando baterias de íons de lítio, têm sido amplamente utilizados pelas pessoas. Os principais componentes de uma bateria de íons de lítio são eletrodo positivo, eletrodo negativo, separador e eletrólito. O eletrodo positivo da bateria é composto de um material ativo de eletrodo positivo, um agente condutor, um aglutinante, um coletor de corrente e similares. O eletrodo negativo da bateria é composto principalmente pelo material ativo do eletrodo negativo e o coletor de corrente. Um separador composto por um polímero separa os eletrodos positivos e negativos. O eletrólito desempenha o papel de carregar e descarregar a bateria. No entanto, as baterias de íon de lítio têm uma vida útil limitada, geralmente inferior a 3 anos. As baterias usadas contêm substâncias tóxicas que podem prejudicar a qualidade do solo e da água no meio ambiente. A difusão dessas substâncias tóxicas no corpo de humanos e animais colocará em risco a saúde. A reciclagem de metais valiosos pode não apenas melhorar o meio ambiente, mas também melhorar os benefícios econômicos das empresas. Portanto, a tecnologia verde de recuperação e reutilização de metais valiosos em baterias de íon-lítio residuais tornou-se um ponto de acesso de pesquisa nos últimos anos. Este artigo analisa principalmente os métodos tecnológicos nacionais e estrangeiros para a recuperação e tratamento de metais valiosos em baterias de íon-lítio residuais e aguarda com expectativa a tendência de desenvolvimento da tecnologia de recuperação. A reciclagem de metais valiosos pode não apenas melhorar o meio ambiente, mas também melhorar os benefícios econômicos das empresas. Portanto, a tecnologia verde de recuperação e reutilização de metais valiosos em baterias de íon-lítio residuais tornou-se um ponto de acesso de pesquisa nos últimos anos. Este artigo analisa principalmente os métodos tecnológicos nacionais e estrangeiros para a recuperação e tratamento de metais valiosos em baterias de íon-lítio residuais e aguarda com expectativa a tendência de desenvolvimento da tecnologia de recuperação. A reciclagem de metais valiosos pode não apenas melhorar o meio ambiente, mas também melhorar os benefícios econômicos das empresas. Portanto, a tecnologia verde de recuperação e reutilização de metais valiosos em baterias de íon-lítio residuais tornou-se um ponto de acesso de pesquisa nos últimos anos. Este artigo analisa principalmente os métodos tecnológicos nacionais e estrangeiros para a recuperação e tratamento de metais valiosos em baterias de íon-lítio residuais e aguarda com expectativa a tendência de desenvolvimento da tecnologia de recuperação.

1 Situação atual da pesquisa no país e no exterior

Em aplicações práticas, as principais tecnologias de reciclagem são divididas principalmente em duas categorias: método de fogo e método úmido. O método do fogo é um processo de extração ou separação de metais não ferrosos de materiais de bateria por aquecimento sob condições de alta temperatura de acordo com as propriedades físicas (ponto de fusão, pressão de vapor) de diferentes metais. O método úmido é um processo de reciclagem que utiliza ácido, alcalino ou solvente orgânico para lixiviar componentes metálicos valiosos em baterias. O processo de reciclagem pode ser dividido em três etapas: pré-tratamento da bateria, separação de materiais ativos e coletores de corrente e recuperação e reutilização de metais valiosos.

1.1 Pré-tratamento de resíduos de baterias de íon de lítio

1.1.1 Descarga

As baterias de íon de lítio usadas têm energia residual nelas. Para evitar acidentes durante a remoção da bateria, descarregue a bateria antes de removê-la. Os métodos de tratamento incluem o método de descarga física e o método de descarga química. O método de descarga física usa principalmente descarga forçada de baixa temperatura. Este método é adequado para produção em pequenos lotes. As empresas Umicore e Toxco nos Estados Unidos usam nitrogênio líquido para pré-tratar a bateria em baixa temperatura e quebrar com segurança a bateria a uma temperatura de -198 ℃, mas esse método exige mais equipamentos. O método de descarga química usa principalmente eletrólise para descarregar. O eletrólito é principalmente solução de cloreto de sódio. Quando a bateria é colocada na solução, os eletrodos positivo e negativo da bateria são curto-circuitados no líquido condutor, e a descarga completa da bateria é rapidamente realizada. A desvantagem deste método é que a concentração e a temperatura do eletrólito afetarão a taxa de descarga da bateria, e os metais valiosos na bateria se dissolverão no líquido condutor, reduzindo a taxa de recuperação do metal. Ao mesmo tempo, a solução contendo metais valiosos apresenta forte poluição, o que dificulta a recuperação e aumenta o custo de recuperação.

1.1.2 Desmontagem e quebra

No laboratório, devido ao pequeno tamanho da bateria, a maioria das baterias é desmontada e separada manualmente. Na produção real, o método de britagem mecânica é frequentemente usado para desmontar a bateria. Um método de britagem mecânica é o método úmido. O método úmido usa várias soluções ácidas e alcalinas como meio de transferência para transferir íons metálicos do material do eletrodo para a solução de lixiviação e, então, através de troca iônica, precipitação, adsorção e outros meios, os íons metálicos são removidos da solução na forma de sais, óxidos, etc. extraídos. A tecnologia de reciclagem úmida é relativamente complexa, mas a taxa de recuperação de metais valiosos é relativamente alta. Atualmente, é a principal tecnologia de processamento de resíduos de baterias de níquel-hidrogênio e baterias de íon-lítio. Wang Yuansun e outros tentaram mergulhar a bateria em água alcalina diluída e depois esmagá-la. Este método pode reduzir a produção de HF, mas não pode recuperar efetivamente o eletrólito contendo flúor, que é fácil de causar poluição secundária. Outro método é o método seco. O método seco inclui principalmente o método de classificação mecânica e o método de pirólise de alta temperatura (ou método de metalurgia de alta temperatura). O método de classificação mecânica tem as vantagens de um processo de recuperação curto e forte pertinência de recuperação, que é o estágio preliminar de realização da separação e recuperação de metais. Ele et ai. compararam os diferentes efeitos dos métodos de triagem úmida e mecânica na reciclagem e descarte de baterias de íon de lítio usadas. Os resultados mostram que a trituração do método de classificação mecânica não quebrará os componentes da bateria em partículas finas que são facilmente misturadas e a taxa de recuperação mais alta. No entanto, o método de classificação mecânica não pode separar completamente os componentes da bateria de íon de lítio residual. As pessoas tentam usar o método de pirólise de alta temperatura, ou seja, aquecer a bateria em um forno mufla para remover o solvente orgânico da bateria. João et ai. usou triagem mecânica e pirólise de alta temperatura para recuperar com eficiência o cobalto e o lítio dos resíduos de baterias de óxido de cobalto de lítio. No entanto, a pirólise de alta temperatura também pode causar efeitos negativos, como a geração de gases nocivos durante o tratamento de alta temperatura, que pode facilmente causar explosões, portanto, é necessário instalar um dispositivo de purificação. o método de classificação mecânica não pode separar completamente os componentes da bateria de íon de lítio residual. As pessoas tentam usar o método de pirólise de alta temperatura, ou seja, aquecer a bateria em um forno mufla para remover o solvente orgânico da bateria. João et ai. usou triagem mecânica e pirólise de alta temperatura para recuperar com eficiência o cobalto e o lítio dos resíduos de baterias de óxido de cobalto de lítio. No entanto, a pirólise de alta temperatura também pode causar efeitos negativos, como a geração de gases nocivos durante o tratamento de alta temperatura, que pode facilmente causar explosões, portanto, é necessário instalar um dispositivo de purificação. o método de classificação mecânica não pode separar completamente os componentes da bateria de íon de lítio residual. As pessoas tentam usar o método de pirólise de alta temperatura, ou seja, aquecer a bateria em um forno mufla para remover o solvente orgânico da bateria. João et ai. usou triagem mecânica e pirólise de alta temperatura para recuperar com eficiência o cobalto e o lítio dos resíduos de baterias de óxido de cobalto de lítio. No entanto, a pirólise de alta temperatura também pode causar efeitos negativos, como a geração de gases nocivos durante o tratamento de alta temperatura, que pode facilmente causar explosões, portanto, é necessário instalar um dispositivo de purificação. usou triagem mecânica e pirólise de alta temperatura para recuperar com eficiência o cobalto e o lítio dos resíduos de baterias de óxido de cobalto de lítio. No entanto, a pirólise de alta temperatura também pode causar efeitos negativos, como a geração de gases nocivos durante o tratamento de alta temperatura, que pode facilmente causar explosões, portanto, é necessário instalar um dispositivo de purificação. usou triagem mecânica e pirólise de alta temperatura para recuperar com eficiência o cobalto e o lítio dos resíduos de baterias de óxido de cobalto de lítio. No entanto, a pirólise de alta temperatura também pode causar efeitos negativos, como a geração de gases nocivos durante o tratamento de alta temperatura, que pode facilmente causar explosões, portanto, é necessário instalar um dispositivo de purificação.

1.2 Separação de materiais ativos e coletores de corrente

A separação do material ativo do eletrodo positivo e do coletor de corrente de folha de alumínio adota principalmente dois métodos, incluindo dissolução de solvente orgânico e decomposição em alta temperatura. A descarga de solvente orgânico usa principalmente o solvente orgânico para dissolver o PVDF, de modo que o material ativo do eletrodo positivo e o coletor de corrente sejam separados. Zeng usa NMP para embeber a folha de eletrodo, que separa efetivamente o material ativo e o coletor de corrente na bateria. Yang foi dissolvido com o solvente orgânico DMAC (N,N-dimetilacetamida), e o aglutinante no coletor de corrente foi removido sob as condições do processo de 100°C e 60 min. No entanto, as partículas de material ativo obtidas por este método de recuperação são pequenas, a separação sólido-líquido é difícil e o investimento de recuperação é grande. A pirólise é a separação de materiais catódicos e corpos ativos em altas temperaturas. Daniel et ai. adotaram um método de tratamento de alta temperatura em ambiente de vácuo para decompor a matéria orgânica no coletor de corrente em alta temperatura (600°C), e parte do material do eletrodo positivo sobre o material do eletrodo positivo foi separado da folha de alumínio. Quando a temperatura foi superior a 650 °C, a folha de alumínio e o eletrodo positivo Os materiais são todos granulados e misturados. Este método produz gases nocivos e polui o ar. e parte do material do eletrodo positivo no material do eletrodo positivo foi separado da folha de alumínio. Quando a temperatura foi superior a 650 °C, a folha de alumínio e o eletrodo positivo Os materiais são todos granulados e misturados. Este método produz gases nocivos e polui o ar. e parte do material do eletrodo positivo no material do eletrodo positivo foi separado da folha de alumínio. Quando a temperatura foi superior a 650 °C, a folha de alumínio e o eletrodo positivo Os materiais são todos granulados e misturados. Este método produz gases nocivos e polui o ar.