CTM蓄电池退役动力电池中的铝材料回收技术

ctm蓄电池退役动力电池中的铝材料回收技术

跟着新动力轿车的普及，退役动力电池的数量也将迎来爆发式的增加。根据权威机构猜测未来5年，每年动力电池的退役量将到达20万吨，到2025年累计退役量将超过92.6万吨。在退役动力电池中，铝是一种重要的资料，它广泛存在于集流体、电池包五金件及外壳、铝合金组件中，怎么完成其有用收回使用，已经成为了一个亟待解决的难题。因而，对退役动力电池中铝资料的收回和再使用进行研究具有重要的含义，本文将重点介绍退役动力电池中铝资料的收回和再使用技能。

关键词：退役锂电池，收回，拆解，铝资料，再使用

 

0 导言

现在，关于电动轿车退役电池的处理办法首要有两种。一种是梯次使用，即将电池容量衰减到不再适用于电动轿车供能的程度，然后将其二次运用于储能等范畴[1]。然而，跟着时刻的推移，梯次使用的动力电池最终仍然需求进行拆解收回，这是不可避免的。另一种是退役动力电池的拆解收回，通过物理、化学等手段，以收回其间的有价金属、石墨等重要资源，物理法首要是通过破碎、筛分、磁选等进程将铝别离出来；化学法则是通过酸浸、氧化还原等反应将铝从其他金属中别离出来。本文对集流体、电池包五金件及外壳、新动力轿车铝合金组件当中铝资料的收回使用工艺进行综述，对相关技能与应用进行深入分析[2]。

1 退役电池的收回流程

退役电池的收回流程一般为三个进程：预处理、二次处理与深度处理，预处理首要进行深度放电、破碎、物理分选。二次处理是为了使正负极活性资料与集流体别离。常用的办法包含热处理法、有机溶剂溶解法和碱液溶解法等。深度处理包含浸出除杂与别离提纯，然后获得咱们需求的金属资料，也是收回进程的关键进程[3]。

2 铝集流体的收回

2.1 高温煅烧法

在锂电池中，正极活性资料通常与集流体铝箔通过黏结剂和导电剂粘结在一起，而热处理法的原理是使用黏结剂和导电剂的热解温度较低，将电池置于高温环境中，使粘结剂和导电剂发生热解，然后损坏它们的粘结力，而正极活性资料和铝箔的热解温度较高，然后完成正极活性资料与铝箔的别离[4]。一种可行的办法是选用马弗炉进行低温焙烧，最佳处理条件为：焙烧温度550℃、空气流量9L/min、保温时刻2h，铜箔、铝箔与正极资料能够有用别离，铝箔的收回率可到达98.77%。另一种办法是选用回转窑进行低温焙烧，最佳处理条件为：焙烧温度450℃、保温时刻0.5h、空气流量10L/min，铝箔的收回率可到达99.64%。相比于管式炉，回转窑更有利于焙烧进程中空气与电极资料的充沛接触，然后使得黏结剂的氧化分解进程愈加完全，促进铝箔与正极资料的别离。不仅降低了能耗，还削减了后续浸出工序中铝杂质的含量[5]。

2.2 碱溶解法

将铝箔放入NaOH溶液中，铝与NaOH发生反应生成氢气和铝酸盐(Al(OH)-4离子。反应方程式为：

2Al + 2NaOH + 6H2O → 2Na[Al(OH)4] + 3H2↑

过滤别离出活性资料，加入碱来调节滤液的pH值。在碱性条件下，铝酸盐离子会转化为氢氧化铝沉淀[6]，离心洗涤干燥，得到纯洁的铝氢氧化物Al(OH)3。

2.3 电解法

电解剥离法的首要进程为，在H2SO4溶液中，阳极为铂，正极片作为阴极，进行电解，在浸出正极活性资料的同时，还能够有用保护铝箔不被溶解，然后完成对铝资料的完整收回。这种办法具有高效收回和保护铝箔的优势[7]。

2.4 NMP溶解法

将通过预处理的集流体置于有机溶剂NMP中进行溶解。通过一定时刻的拌和和加热后，黏结剂和导电剂会逐渐溶解在有机溶剂中，而正极活性资料和铝箔则相对安稳。此时，能够通过过滤、离心等物理办法将溶液中的黏结剂和导电剂别离出来。而正极活性资料和铝箔能够通过物理办法如振动筛分、磁选等进一步别离和收回使用[8]。

3 铝合金组件中铝的收回

铝合金组件的收回办法首要分为两种：物理收回和化学收回[9]。

物理收回办法是通过对废旧铝合金组件进行熔炼、别离、精炼等工艺处理，将铝资料从废旧组件中别离出来，然后再进行再生使用。这种办法的长处是操作简略，成本低，但是关于含有其他资料的废旧组件，别离效果不够抱负。

化学收回办法是通过将废旧铝合金组件进行化学处理，将铝资料从废旧组件中溶解出来，然后再进行纯化、再生使用。这种办法的长处是能够处理含有其他资料的废旧组件，收回率高，但是操作杂乱，成本较高[10]。

4 小结

收回的铝资料能够再使用于制作新的电池外壳、集流体、电池连接器、散热器等部件，也能够用于制作其他铝合金产品，如轿车零部件、建筑资料、电子产品等，进一步扩大了铝资料的再使用范围，促进了资源的循环使用[11]。而且收回铝资料也有着以下几个方面的长处：

1.节省资源：收回使用废旧铝资料能够削减对原资料的需求，节省资源，降低对自然环境的损坏。

2.降低动力消耗：铝资料的出产需求很多的动力，而收回使用废旧铝资料能够降低动力消耗，削减二氧化碳等温室气体的排放。

3.削减环境污染：铝资料的出产会发生很多的废水、废气和固体废弃物，而收回使用废旧铝资料能够削减这些废弃物的发生，降低环境污染。

4.经济效益：收回使用废旧铝资料能够降低出产成本，提高企业的经济效益。

5.社会效益：收回使用废旧铝资料能够发明就业机会，促进经济发展，提高社会福利水平。

总归，退役动力电池中的铝资料是一种重要的资源，其收回使用关于环保事业具有重要含义。通过物理别离、化学收回和再生使用等技能，能够有用地收回使用退役动力电池中的铝资料。未来，铝资料的收回使用技能将会愈加老练，收回使用率也将会更高[12]。