鎳氫電池回收的結(jié)構(gòu)與原理 鎳氫電池正極活性物質(zhì)為Ni（OH）2（稱NiO電極），負(fù)極活性物質(zhì)為金屬氫化物，也稱儲(chǔ)氫合金（電極稱儲(chǔ)氫電極），電解液為6mol/L氫氧化鉀溶液?；钚晕镔|(zhì)構(gòu)成電極極片的工藝方式主要有燒結(jié)式、拉漿式、泡沫鎳式、纖維鎳式及嵌滲式等，不同工藝制備的電極在容量、大電流放電性能上存在較大差異，一般根據(jù)使用條件不同的工藝生產(chǎn)電池。通訊等民用電池大多采用拉漿式負(fù)極、泡沫鎳式正極構(gòu)成電池。充放電化學(xué)反應(yīng)如下 [1] ： 正極：Ni（OH）2+OH-=NiOOH+H2O+e- 負(fù)極：M+H2O+e-=MHab+OH- 總反應(yīng)：Ni（OH）2+M=NiOOH+MH 注：M：氫合金；Hab：吸附氫；反應(yīng)式從左到右的過(guò)程為充電過(guò)程；反應(yīng)式從右到左的過(guò)程為放電過(guò)程。 充電時(shí)正極的Ni（OH）2和OH-反應(yīng)生成NiOOH和H2O，同時(shí)釋放出e-一起生成MH和OH-，總反應(yīng)是Ni（OH）2和M生成NiOOH，儲(chǔ)氫合金儲(chǔ)氫；放電時(shí)與此相反，MHab釋放H+，H+和OH-生成H2O和e-，NiOOH、H2O和e-重新生成Ni（OH）2和OH-。電池的標(biāo)準(zhǔn)電動(dòng)勢(shì)為1.319V。

描述 日前，中國(guó)電池聯(lián)盟聯(lián)合北京綠色智匯能源技術(shù)研究院發(fā)布《動(dòng)力電池回收利用行業(yè)報(bào)告(2018)》。下面就隨電源管理小編一起來(lái)了解一下相關(guān)內(nèi)容吧。 《報(bào)告》顯示，退役的動(dòng)力電池將按照先實(shí)施梯級(jí)利用、后實(shí)施資源再生利用的方式進(jìn)行回收利用。據(jù)測(cè)算，由此帶來(lái)的電池回收利用市場(chǎng)規(guī)模將在2020年達(dá)到65億元左右，其中梯級(jí)利用市場(chǎng)規(guī)模約41億，再生利用市場(chǎng)規(guī)模24億元。到2023年，市場(chǎng)規(guī)模合計(jì)將達(dá)到150億元，其中梯級(jí)利用的市場(chǎng)規(guī)模約57億元，再生利用市場(chǎng)規(guī)模約93億元。 由此可見(jiàn)，動(dòng)力電池的回收利用將快速形成一個(gè)巨大的新興市場(chǎng)。 2018年是退役年? 當(dāng)前輿論常用退役年形容2018年的動(dòng)力電池市場(chǎng)，那么該推斷是否準(zhǔn)確? 《報(bào)告》根據(jù)企業(yè)質(zhì)保期限、電池循環(huán)壽命、車輛使用工況等方面綜合測(cè)算，2018年后新能源汽車動(dòng)力蓄電池將進(jìn)入規(guī)?；艘垭A段，預(yù)計(jì)到2020年累計(jì)退役動(dòng)力電池將超過(guò)23萬(wàn)噸(21GWh)。由于2016年以來(lái)新能源乘用車80%以上搭載三元材料動(dòng)力電池。所以，2020年以后三元材料動(dòng)力電池的報(bào)廢量將有明顯的增長(zhǎng)。 鋰動(dòng)力電池逐年退役量預(yù)測(cè)(單位：Gwh) 各類動(dòng)力電池逐年退役量預(yù)測(cè)(單位：Gwh) 2020年動(dòng)力電池回收市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)65億元 參與《報(bào)告》起草的中國(guó)電池聯(lián)盟楊清雨表示：由于2013年至2016年動(dòng)力電池以新能源客車的磷酸鐵鋰電池為主，因此短期內(nèi)，退役動(dòng)力電池也會(huì)分布在新能源客車磷酸鐵鋰電池這個(gè)類型。而隨著新能源乘用車市場(chǎng)規(guī)模的快速增長(zhǎng)，預(yù)計(jì)到2022年三元電池退役規(guī)模將與磷酸鐵鋰電池退役規(guī)模持平并逐漸反超。 三元電池or磷酸鐵鋰電池獲益? 除了產(chǎn)業(yè)趨勢(shì)判定外，中國(guó)電池聯(lián)盟根據(jù)現(xiàn)有回收的技術(shù)和市場(chǎng)情況，對(duì)動(dòng)力電池回收處置進(jìn)行了測(cè)算。從表格中可以看出，在成本構(gòu)成方面，材料成本占主導(dǎo)地位，約占總成本的87%，其中材料成本以回收廢舊動(dòng)力電池的成本?，F(xiàn)階段，廢舊的三元電池(111型)回收價(jià)格約為4萬(wàn)元/噸，磷酸鐵鋰電池的回收價(jià)格約為1.4萬(wàn)元/噸。 動(dòng)力電池再利用成本構(gòu)成 2020年動(dòng)力電池回收市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)65億元 三元材料電池的回收處置約有10%-20%的毛利率，而磷酸鐵鋰電池的回收收益難以覆蓋其回收成本。因此，磷酸鐵鋰動(dòng)力電池更加適合進(jìn)行梯次利用。 企業(yè)下一步棋走哪里? 據(jù)了解，《報(bào)告》編制過(guò)程中，中國(guó)電池聯(lián)盟對(duì)電池廠、主機(jī)廠、梯次利用企業(yè)、回收處置企業(yè)進(jìn)行了實(shí)地調(diào)研。其間，走訪了北汽新能源、長(zhǎng)城汽車、北汽福田、珠海銀隆、邦普、格林美、賽德美等多家企業(yè)，匯集了企業(yè)現(xiàn)狀、技術(shù)路線、政策建議、回收模式等一手資料。 結(jié)合調(diào)研資料，《動(dòng)力電池回收利用行業(yè)報(bào)告(2018)》指出，當(dāng)前對(duì)動(dòng)力電池回收行業(yè)進(jìn)行深度布局的企業(yè)主要由傳統(tǒng)回收企業(yè)、新興回收企業(yè)、材料生產(chǎn)企業(yè)、整車廠、PACK廠這五類企業(yè)組成。這些企業(yè)基于原有的戰(zhàn)略、業(yè)務(wù)、技術(shù)、渠道等因素從事動(dòng)力電池回收、檢測(cè)、梯次利用、拆解、處置等環(huán)節(jié)中的一個(gè)或數(shù)個(gè)環(huán)節(jié)。

本發(fā)明涉及新能源材料鋰電池資源化回收處理領(lǐng)域，尤其是一種鋰電池回收處理的方法。背景技術(shù)：鋰離子電池由于工作電壓高、體積小、無(wú)記憶效應(yīng)、自放電小、循環(huán)壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，得到廣泛的認(rèn)可。隨著2014年我國(guó)逐漸普及新能源車，其銷量預(yù)計(jì)在2020年將達(dá)到200萬(wàn)輛。一般而言，當(dāng)電池容量衰減到60～80％左右，便達(dá)到設(shè)計(jì)的使用壽命，急需進(jìn)行替換，新能源車電池的有效壽命在4～6年左右，也就是說(shuō)，在未來(lái)2年內(nèi)必將迎來(lái)大規(guī)模的動(dòng)力電池報(bào)廢階段。廢棄鋰離子電池中通常含鈷5～15％、鋰2～7％、鎳0.5～2％，其回收再利用價(jià)值相對(duì)較高。另外，廢棄鋰離子電池中還含有六氟磷酸鋰等有毒物質(zhì)，會(huì)對(duì)環(huán)境和生態(tài)系統(tǒng)造成嚴(yán)重污染，鈷、錳、銅等重金屬通過(guò)積累作用也會(huì)由生物鏈危害人類自身，極具危害性。因此隨著鋰離子電池應(yīng)用廣泛性，對(duì)鋰離子電池進(jìn)行回收處理以減少對(duì)環(huán)境造成的污染、緩解資源匱乏等問(wèn)題，具有重要的社會(huì)意義和經(jīng)濟(jì)意義。而如何回收率是值得研究的方向。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提出了一種鋰電池回收處理的方法，以改善上述問(wèn)題。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：鋰電池回收處理的方法，包括以下步驟：1)將廢舊鋰電池放電后剪切破碎并進(jìn)行分離，得到懸浮液；2)將步驟1)得到的懸浮液與無(wú)機(jī)酸、過(guò)氧化氫混合進(jìn)行浸取，得酸化浸出液；3)將步驟2)得到的酸化浸出液進(jìn)行沉積后，對(duì)其進(jìn)行過(guò)來(lái)膜處理，后得到包含li+的溶液；步驟3)中的過(guò)濾膜處理的步驟具包括：過(guò)濾預(yù)處理、超濾處理、陶瓷納濾、耐酸過(guò)濾處理；耐酸堿過(guò)濾處理的膜材料為陶瓷和/或高分子聚合物。經(jīng)超濾處理分離顆粒的分子量大于500，粒徑大于10nm；陶瓷納濾以及酸堿過(guò)濾處理對(duì)沉積后的酸化浸出液進(jìn)行分離、濃縮，旨在使所產(chǎn)水達(dá)到回收標(biāo)準(zhǔn)。步驟3)中過(guò)濾預(yù)處理包括除濁度、除懸浮物、降溫和調(diào)ph。步驟3)中沉積為草酸法化學(xué)沉積和/或電沉積。步驟2)中無(wú)機(jī)酸為鹽酸或或硝酸，不選用硫酸、磷酸是因?yàn)槎嘣嵩诤竺娌捎眉{濾處理時(shí)無(wú)法將鋰和鎳鈷錳分開(kāi)。無(wú)機(jī)酸的濃度為1～8mol/l。步驟2)中過(guò)氧化氫的濃度為1～10％。優(yōu)選地，過(guò)氧化氫的濃度為2～4％。無(wú)機(jī)酸與過(guò)氧化氫的摩爾比為2.5～20:1。電沉積時(shí)，沉積條件為電流密度20～55ma/cm2，ph＝1.5～5.5，溫度35～60℃。步驟2)中在浸取的攪拌時(shí)間為0.5～12h，轉(zhuǎn)速為50～400r/min。本發(fā)明提供的上述回收處理方法可用于正極材料為li(ni、co、mn)o2、li2mno3、limn2o4、lifepo4等的鋰電池回收，因此懸浮物溶液的正極材料成分為li(ni、co、mn)o2、li2mno3、limn2o4、lifepo4等。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明回收處理系統(tǒng)采用先進(jìn)的綜合回收工藝將廢舊鋰電池材料從分離、濃縮、到提純，并利用化學(xué)沉淀/電沉積和耐酸堿的納濾/反滲透膜處理，將廢舊鋰電池進(jìn)行了充分的資源化回收處理。本發(fā)明的陶瓷納濾具有高抗污、高耐壓、耐油、耐酸堿、耐有機(jī)溶劑等優(yōu)勢(shì)，同時(shí)結(jié)合耐酸堿過(guò)濾的高耐酸/堿特種膜，具有明顯的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，可避免重復(fù)調(diào)ph值。本發(fā)明的鋰電池回收處理方法的資源回收率可達(dá)99％，產(chǎn)物成分純凈；同時(shí)很大程度上降低了能耗，環(huán)保效益明顯；本發(fā)明的鋰電池回收處理方法易于控制、操作簡(jiǎn)單；經(jīng)本發(fā)明的方法所產(chǎn)的水質(zhì)可達(dá)到純水的標(biāo)準(zhǔn)，有效地避免了大量水資源的浪費(fèi)。附圖說(shuō)明圖1為本發(fā)明鋰電池回收處理方法的流程示意圖。具體實(shí)施方式為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。因此，以下對(duì)在附圖中提供的本發(fā)明的實(shí)施例的詳細(xì)描述并非旨在限制要求保護(hù)的本發(fā)明的范圍，而是僅僅表示本發(fā)明的選定實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。實(shí)施例1鋰電池回收處理的方法，包括以下步驟：1)將廢舊鋰電池放電后剪切破碎并進(jìn)行分離，得到懸浮液。2)將步驟1)得到的懸浮液與1mol/l的hf、4％的h2o2混合并攪拌以進(jìn)行浸取，攪拌時(shí)間為0.5h，轉(zhuǎn)速為400r/min，得酸化浸出液；需要說(shuō)明的是，實(shí)施例1-4中的加酸比例根據(jù)懸浮液中的陽(yáng)離子量來(lái)確定，分子量計(jì)算確保將鎳鈷錳鋰等全部浸出，并保證有3～10％的富裕量；另外，無(wú)機(jī)酸與雙氧水的加入摩爾比為2.5:1。3)對(duì)酸化浸出液進(jìn)行依次進(jìn)行除濁度、除懸浮物、降溫和調(diào)節(jié)ph值、超濾處理、陶瓷納濾處理、耐酸堿過(guò)濾處理，得到包含li+的溶液，本實(shí)施例的回收率為92％。實(shí)施例2鋰電池回收處理的方法，包括以下步驟：1)將廢舊鋰電池放電后剪切破碎并進(jìn)行分離，得到懸浮液。2)將懸浮液與8mol/l的、2％的h2o2混合并攪拌以進(jìn)行浸取，攪拌時(shí)間為12h，轉(zhuǎn)速為50r/min，得酸化浸出液，無(wú)機(jī)酸與雙氧水的加入摩爾比為20:1。3)再對(duì)其進(jìn)行依次進(jìn)行除濁度、除懸浮物、降溫和調(diào)節(jié)ph值、超濾處理、陶瓷納濾處理、耐酸堿過(guò)濾處理，得到li+溶液，本實(shí)施例的回收率為91％。實(shí)施例3鋰電池回收處理的方法，包括以下步驟：1)將廢舊鋰電池放電后剪切破碎并進(jìn)行分離，得到懸浮液；2)將懸浮液5mol/l的鹽酸、3％的h2o2混合并攪拌以進(jìn)行浸取，攪拌時(shí)間為6h，轉(zhuǎn)速為250r/min，得酸化浸出液，無(wú)機(jī)酸與雙氧水的加入摩爾比為10:1；3)將酸化浸出液進(jìn)行電沉積，沉積條件為電流密度20ma/cm2，ph＝5.5，溫度35℃；再對(duì)其進(jìn)行依次進(jìn)行除濁度、除懸浮物、降溫和調(diào)節(jié)ph值、超濾處理、陶瓷納濾處理、耐酸堿過(guò)濾處理，得到li+溶液，本實(shí)施例的回收率為99％。實(shí)施例4鋰電池回收處理的方法，包括以下步驟：1)將廢舊鋰電池放電后剪切破碎并進(jìn)行分離，得到懸浮液；2)將懸浮液與3mol/l的硝酸、2.2％的h2o2混合并攪拌以進(jìn)行浸取，攪拌時(shí)間為8h，轉(zhuǎn)速為320r/min，得酸化浸出液，酸與雙氧水的加入摩爾比為7:1；3)將酸化浸出液進(jìn)行電沉積，沉積條件為電流密度55ma/cm2，ph＝1.5，溫度60℃；再對(duì)其進(jìn)行依次進(jìn)行除濁度、除懸浮物、降溫和調(diào)節(jié)ph值、超濾處理、陶瓷納濾處理、耐酸堿過(guò)濾處理，得到li+溶液，本實(shí)施例的回收率為95％。實(shí)施例1-4步驟3)中除濁度、除懸浮物、降溫和調(diào)節(jié)ph值的指標(biāo)值詳見(jiàn)表1：表1：本發(fā)明在預(yù)處理壓濾、陶瓷納濾處理后不需再一次進(jìn)行浸取，浸出的目的是將金屬氧化物轉(zhuǎn)化成離子，成為離子狀態(tài)后都不需要再浸取。以上僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。