摘要:以废旧锂离子电池电极活性材料为研究对象,在真空热解过程中加入CaO作为固氟剂,用以吸收电极活性材料在真空热解的回收工艺中产生的氟磷化合物,能有效减轻二次污染。研究了温度、CaO添加量、停留时间等热解条件对真空热解固氟效果的影响。结果表明固氟效果随温度的增加而增加,在温度500℃以上变化不大,并略有下降;CaO添加量对固氟效果有促进作用,30%可达到很高的固氟效果;30min的停留时间对于含氟化合物的分解已经足够。得到CaO固氟工序的最佳操作参数:CaO添加量30%左右,温度500~600℃,停留时间30min。
关键词:锂离子电池;回收利用;电子废物;二次污染;固氟固磷
中图分类号:X705文献标志码:A doi:10.3969/j.issn.1003-6504.2012.02.012文章编号:1003-6504(2012)02-0056-03
锂离子电池的回收过程是一种放出大量气体的复杂的化学反应,其产生的二次污染不容忽视。火法焙烧是目前广泛研究的回收处理方式,在该过程中,电极材料中赋存的氟化物将在高温条件下发生一系列复杂的物理变化和化学变化,生成并析出有机物和气态氟、磷化合物。本文采用真空焙烧方法处理锂离子电池,使其中的有机物和粘结剂PVDF(聚偏氟乙烯)挥发或分解,通过冷凝系统使大量有机物得到收集,既有利于有用物料的综合利用,又避免这些难降解有机物在后续处理过程中进入废水中增加处理难度。并在焙烧过程中加入CaO与氟化物反应使氟、磷固定下来减轻焙烧过程对大气的污染,焙烧过程的各种参数如燃烧温度、停留时间和CaO的加入量等必然会对固氟效果产生影响。
1试验材料和实验方法
1.1试验材料
锂离子电池由正极、负极、隔膜材料及电解质组成。电池正极活性材料为乙炔黑和LiCoO2,电池负极活性材料为石墨[1-2],用PVDF将正负极活性粉末分别涂布在铝箔和铜箔上组成正负极。电解质溶液一般采用1mol/L的LiPF6,有机溶剂为多种酯类。隔膜采用PP微孔薄膜或PE微孔薄膜。
将废旧锂离子电池(Nokia BL-6C 1150mAh,三洋能源北京有限公司,2006/05/30)剪开,取出电极材料放入万能粉碎机中粉碎5~7min,通过100目筛能很好的将黑色混合粉末与铜铝箔碎片和隔膜分离。将得到的混合黑色粉末作为本文的研究材料。
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2021-08-05
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