废旧动力锂电池回收处理设备的干法回收和湿法回收技术介绍

废旧锂电池主要包括正负极材料、电解液、隔膜和粘合剂等部分，现如今锂电池回收工业中常用的技术有干法回收和湿法回收等。废旧电池回收处理工艺主要分为三个处理过程:预处理、二次处理与深度处理。废旧电池回收过程中仍有部分电量,所以要对其进行预处理,主要进行深度放电过程、破碎、物理分选。

二次处理的目的是为了使正负极活性材料与基底发生分离,主要用热处理法、有机溶剂溶解法、碱液溶解法以及电解法等来实现。

深度处理是处理过程的关键,主要包括浸出和分离提纯两个过程,对有价值的金属材料进行提取。

干法回收是指不通过溶液等介质,直接对有价金属进行回收,主要使用方法有物理分选法与高温热解法。

物理分选法是指对电池进行分离拆卸,通过使用物理手段对拆分下来的电极活性物质、集流体和电池外壳等电池组分通过破碎、过筛、磁选分离、精细粉碎和分类一系列操作,从而将高价值金属材料与其他物质分离。操作过程简单对锂电池进行组分分离,并在物理操作过程中对电池中的金属材料进行有效回收。

高温热解法是指将经过物理破碎等初步分离处理的锂电池材料进行高温焙烧分解,将有机粘合剂去除,从而分离锂电池的组成材料。此方法操作工艺简单,在高温条件下反应迅速,效率比较高,能够除去残留的粘合剂,适应于处理大量或者结构较为复杂的电池,

湿法回收主要分为三个阶段:首先,对废旧锂电池进行放电处理、拆分破碎等物理操作,筛选后得到主要电极材料;其次,预处理得到的电极材料进行溶解浸出,使其中的金属及其化合物以离子形式进入到浸出溶剂中,对浸出溶液中的金属离子进行分离回收,这一步骤是湿法工艺回收处理废旧电池的关键,也是目前研究的难点与热点。

湿法回收工艺是通过酸碱溶液对废旧锂电池中金属离子进行溶解,然后进一步使用沉淀、吸附等手段将溶液中的离子进行再提取,使其以氧化物、盐等形式分离。

湿法回收工艺预处理主要分为预放电、破碎分离、热处理、溶解处理。由于废旧电池中大都有少量的电量,在处理之前要对其进行彻底放电,以防止后续处理中少部分电量可能会放出大量的能量,造成一定的安全隐患等其他不利因素。破碎处理是为了让正负极材料与其他物质在机械力下进行多级破碎,筛分等操作以使得电极材料富集,以便于后续处理。

湿法工艺后两步即对金属离子进行浸出与提取是两个核心操作,浸出分为一步浸出法与二步浸出法。对浸出液中的金属离子进行提取是指将浸出液中的各种有价金属分离,分别进行回收,近年来提取方法主要包括萃取法、离子交换法、沉淀法、电沉积法等,其中最常用的方法为萃取法与沉淀法。

目前,在湿法回收废旧锂电池时,浸出与提取处理通常是一体的,通常先进行化学浸出再对浸出液通过萃取或沉淀法等进行提取。

萃取法利用不同的金属离子在萃取剂中发生络合反应,分别与不同的萃取剂形成稳定的络合物,然后将各种金属离子提取出来

沉淀法是向金属浸出液中加入适当的沉淀剂,使之与金属离子发生沉淀反应从而达到分离效果

目前,市场回收动力电池主要分为梯次利用和拆解回收。梯次利用是对需要回收处理的动力锂电池在其他领域逐级进行利用,发挥其潜在价值。