废旧特斯拉电池LiNi0.815Co0.15Al0.035O2正极物料选择性焙烧转型提锂

在"碳达峰碳中和"战略目标下,新能源产业受到国家政策的大力扶持,我国锂电新能源产业迅猛发展,作为新能源汽车核心部件的锂离子电池的产量及报废量持续增加.废旧三元锂电池含大量的有价金属和危险废物,对其综合回收利用兼具经济和环境效益.传统火法工艺存在能耗高、锂损失率大、污染重等缺点,而常规湿法工艺亦存在流程长、净化工序复杂、锂综合回收率低、废水量大等问题.现阶段研究多以LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2(NCM)三元正极材料为研究对象,而针对新型含铝特斯拉电池物料的回收鲜有报道,因此以典型的特斯拉三元正极材料LiNi0.815Co0.15Al0.035O2(NCA)为原料,以碳和氢气为还原剂,采用"还原焙烧转型-选择性提锂"工艺对废旧锂电池中的锂进行选择性提取回收,并从还原焙烧及浸出方式、能耗和环保等方面进行对比.结果表明:采用碳还原焙烧选择性提锂工艺,在碳含量为15.0％、温度为700℃、焙烧时间为90 min的条件下,Li、Ni、Co、Al的提取率分别为97.84％、0.45％、0.36％、0.75％;采用氢还原焙烧选择性提锂工艺处理NCA物料,转型温度较低,在相同焙烧时间下,在焙烧温度500℃、氢气流速300 mL/min的条件下,Li提取率为95.97％,Al的提取率为8.65％,Ni、Co提取率均小于0.5％,同时产物中无CO、CO2等污染气体产生.因此,氢还原焙烧具有较大的工业应用潜力.