【摘 要】
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锂离子电池具有自放电低、比容量高、电池电压高等优点,可广泛用于电动汽车、计算机、通信、消费电子产品和储能等领域。近几年,锂电池市场的需求量增幅明显,随之而来的是大量废旧电池的产生。这些废旧的锂离子电池中含有大量重金属和有机化合物,会对人体健康和环境造成损害,因此不能简单地将其掩埋。另外,由于自然资源的限制和市场对能源的需求不断增长,废旧锂电池中大量的贵重金属就急需回收再利用。本论文以废旧锂离子电池
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锂离子电池具有自放电低、比容量高、电池电压高等优点,可广泛用于电动汽车、计算机、通信、消费电子产品和储能等领域。近几年,锂电池市场的需求量增幅明显,随之而来的是大量废旧电池的产生。这些废旧的锂离子电池中含有大量重金属和有机化合物,会对人体健康和环境造成损害,因此不能简单地将其掩埋。另外,由于自然资源的限制和市场对能源的需求不断增长,废旧锂电池中大量的贵重金属就急需回收再利用。本论文以废旧锂离子电池正极材料为研究对象,提出一种从废旧锂离子电池中回收有价金属元素,然后利用这些金属元素再生合成LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2正极材料的方法,实现废旧锂离子电池中有价金属的资源化利用。探究了回收过程中浸出条件对有价金属浸出效率的影响和再生成的LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2正极材料的电化学性能。结果表明:由6 mol·L-1的总氨浓度[NH3]T、0.2 mol·L-1亚硫酸根组成的浸出体系中,p H值为10.5、固液比为20 g·L-1、140℃浸出90 min时,Li、Ni、Co和Mn的浸出效率达到最高,分别为98.46%、97.28%、96.52%和95.83%。无论浸出条件如何变化,Al的浸出效率都很低（1%左右）,而且正极粉末中Al的含量很低,故浸出液中Al元素的含量可以忽略不计。采用蒸氨-共沉淀法从浸出液中制备前驱体Ni0.6Co0.2Mn0.2（OH）2,然后经过两段升温煅烧得到正极材料LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2。制备的正极材料LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2颗粒分布均匀、有良好的结晶度与α-Na Fe O2型六方层状结构。在0.1 C电流密度下,其首次充放电比电容量分别为190.7和174.5 m Ah·g-1,在0.5 C电流密度下循环100次后,放电比容量为139.3 m Ah·g-1,容量保持率达到92.19%。综上所述,本论文中采用的回收工艺能有效回收废旧锂离子电池中的有价金属,同时再生出阴极材料,简化了后续的分离工艺,在减少废旧锂离子电池对环境的污染的同时带来良好的经济效益。
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