废旧LiNi 0.6 Co 0.2 Mn 0.2 O 2 正极材料的回收再生研究

发布时间：2023-03-12 02:48

　　锂离子电池凭借着比容量高、自放电小、寿命长等优点已被广泛应用于移动电子产品、储能、新能源汽车、军事等领域。高镍系锂离子电池LiNi_0.6Co_0.2Mn_0.2O₂(NCM622)具有廉价、低毒、高能量密度等优势,目前国内外的需求量与产量逐年增加,这势必造成废旧三元锂离子电池的爆发式产生。大量的废旧三元锂离子电池将会增加环境负担,同时含有丰富的有价金属资源,为此,综合回收利用废旧三元锂离子电池成为了目前的研究热点。本论文针对传统酸浸-金属分离方法回收废旧三元正极材料过程中存在操作困难、流程长等问题,提出了酸浸-沉淀法再生三元正极材料和补锂再生及包覆改性三元正极材料。主要得出以下结论:酸浸-沉淀法回收废旧NCM622正极材料。首先采用正交实验方法,研究了酸浓度、还原剂添加量、固液比、浸出时间和温度对废旧NCM622材料各金属浸出率影响的规律,发现酸浸优化条件为:3 mol/L硫酸酸浓度,3 vol%的H₂O₂,固液比为20 g/L,温度为80^o

【文章页数】：81 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 废旧三元锂离子电池的产生以及存在的问题
        1.1.1 三元锂离子电池的发展、应用及产量
        1.1.2 废旧三元锂离子电池的报废量
        1.1.3 废旧三元锂离子电池中潜在的资源
        1.1.4 废旧三元锂离子电池对环境的危害
    1.2 废旧三元锂离子电池正极材料回收技术的研究现状
        1.2.1 废旧三元锂离子电池预处理过程
        1.2.2 废旧三元锂离子电池正极材料浸出过程
        1.2.3 废旧三元锂离子电池正极材料再利用
    1.3 本文研究内容及意义
第二章 实验与分析测试方法
    2.1 实验方法
        2.1.1 废旧三元锂离子电池预处理
        2.1.2 废旧三元锂离子电池正极材料酸性浸出
        2.1.3 沉淀法再生三元锂离子电池
        2.1.4 补锂再生三元锂离子电池
        2.1.5 再生三元锂离子电池包覆改性
    2.2 实验试剂及仪器
        2.2.1 实验试剂
        2.2.2 实验仪器
    2.3 材料的物化性能表征方法
        2.3.1 物理性能表征方法
        2.3.2 电化学性能测试
第三章 废旧LiNi_0.6Co_0.2Mn_0.2O₂ 正极材料酸浸-沉淀再生研究
    3.1 废旧NCM622 正极材料的预处理研究
        3.1.1 预处理过程中材料热重分析
        3.1.2 预处理过程中材料结构分析
        3.1.3 预处理过程中材料成分分析
        3.1.4 预处理过程中材料形貌及元素分析
    3.2 废旧NCM622 正极材料酸浸过程研究
        3.2.1 正交实验分析
        3.2.2 硫酸浓度对浸出率的影响
        3.2.3 固液比对浸出率的影响
        3.2.4 H₂O₂ 添加量对浸出率的影响
        3.2.5 温度对浸出率的影响
        3.2.6 时间对浸出率的影响
    3.3 碳酸盐沉淀法再生NCM622 正极材料的研究
        3.3.1 再生NCM622 材料结构、形貌及元素分析
        3.3.2 再生NCM622 材料的电化学性能分析
    3.4 本章小结
第四章 废旧NCM622 正极材料补锂再生及包覆改性研究
    4.1 补锂量对废旧NCM622 材料的物化性能研究
        4.1.1 元素成分及含量分析
        4.1.2 结构分析
        4.1.3 形貌分析
        4.1.4 补锂量对废旧NCM622 材料电化学性能的影响
    4.2 Li_1.20Mn_0.54Ni_0.13Co_0.13O₂ 包覆再生NCM622 材料研究
        4.2.1 包覆材料元素含量分析
        4.2.2 包覆材料结构分析
        4.2.3 包覆材料形貌分析
        4.2.4 包覆材料微观结构分析
        4.2.5 包覆材料表面价态分析
        4.2.6 包覆材料电化学性能分析
    4.3 本章小结
第五章 结论与创新
    5.1 结论
    5.2 主要创新点
致谢
参考文献
附录



本文编号：3760781