鋰離子電池采用的正極材料是制造鋰離子電池的關(guān)鍵材料之一,在鋰離子電池中占據(jù)核心地位。目前已產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的正極材料主要有鈷酸鋰、錳酸鋰、鎳鈷錳酸鋰三元材料和磷酸鐵鋰。鎳鈷錳酸鋰三元材料具有電化學(xué)容量高、循環(huán)性能好、合成容易、成本低、安全性好等優(yōu)點(diǎn),近年來(lái)逐漸替代了部分鈷酸鋰,已經(jīng)進(jìn)入小型鋰電池正極材料市場(chǎng)。此外,鎳鈷錳酸鋰比容量高、振實(shí)密度較大、能量密度大,有利于控制動(dòng)力鋰離子電池的體積,在中小型鋰離子動(dòng)力電池領(lǐng)域也得到應(yīng)用。
在我國(guó),使用后的廢舊鋰電池一般都隨城鎮(zhèn)生活垃圾一起填埋,焚燒,這種簡(jiǎn)單的處理方式無(wú)疑會(huì)對(duì)自然環(huán)境造成極大影響,鋰電池使用的電解液是氟磷酸鋰的有機(jī)碳酸酯溶液,其中的甲醇,甲酸等有毒物質(zhì)會(huì)對(duì)大氣,土壤造成嚴(yán)重的污染并對(duì)生態(tài)系統(tǒng)造成危害。此外,商業(yè)化鋰電池正極材料朱啊喲是鋰鈷,其中鈷是重要的戰(zhàn)略物資,我國(guó)的鈷資源比較稀缺,每年主要依靠進(jìn)口,價(jià)格昂貴,而且鈷是貴金屬,在環(huán)境中具有累積效應(yīng),綜上所述,如果能從廢舊鋰電池中回收鈷、鋰等金屬biang減少有機(jī)電解液的危害,不僅具有經(jīng)濟(jì)效應(yīng),而且還可以減輕對(duì)環(huán)境的污染,具有重要的社會(huì)效益。
其中基于鋰電池正極片結(jié)構(gòu)及其組成材料鋁與正極材料的物料特性采用錘振破碎、振動(dòng)篩分與氣流分選組合工藝對(duì)正極組成材料進(jìn)行分離與回收。實(shí)驗(yàn)采用 ICP-AES 分析實(shí)驗(yàn)樣品與分離富集產(chǎn)品的金屬品位。結(jié)果表明:該正極材料經(jīng)破碎篩分后,粒徑大于 0.250 mm 的破碎料中鋁的品位為 92.4%,而粒徑小于 0.125 mm 的破碎料中正極材料的品位為 96.6%,均可直接回收;粒度為 0.125~0.250 mm 的破碎料中,鋁的品位較低,可通過(guò)氣流分選,操作氣流速度為 1.00 m/s。實(shí)現(xiàn)鋁與正極材料的有效分離回收。如圖(正極片破碎系統(tǒng)流程圖)
鋰電池正極片通過(guò)喂料平臺(tái)進(jìn)入粉碎機(jī)內(nèi),將正極片進(jìn)行粉碎分離,通過(guò)分析機(jī)的風(fēng)選分離,將細(xì)的輕的正極料通過(guò)集料器的收集,到脈沖除塵設(shè)備將粉塵收集,重的粗粉金屬,正極料到氣流分選機(jī),通過(guò)風(fēng)壓和振動(dòng)原理將鋁和正極料分離,過(guò)程負(fù)壓輸送,防止粉塵鴨血,兩道氣流分選機(jī)設(shè)施通過(guò)兩次分選通過(guò)氣流閥到集料器中進(jìn)行收集和排放,通過(guò)脈沖除塵器將粉塵凈化,將其中的正極料收集。其中高壓風(fēng)機(jī)的作用是通過(guò)渦輪的旋轉(zhuǎn),產(chǎn)生氣流把設(shè)備運(yùn)行中粉塵和物料進(jìn)行收集流動(dòng)。