机械化学法强化废旧锂离子电池有价金属柔性浸出研究

发布时间：2024-03-04 20:13

　　锂离子电池(LIBs)被广泛应用于储能、绿色交通、电子设备续航等方面,近年来随着LIBs产量的迅猛提升,废旧LIBS的处理与处置也成为一个亟待解决的问题。废旧LIBs中蕴含大量Li、Co、Ni、Mn等有价金属资源,具有巨大的回收价值。在LIBs回收领域,传统湿法浸出工艺依赖高浓度强酸、强碱或价格昂贵的有机酸等,而基于机械化学法的强化浸出工艺在回收全过程的机理上的研究仍然匮乏,对强化手段下的有序晶体解离、化学键断裂重组、反应原料的化学反应途径、柔性浸出过程中的多相转移等过程缺乏全面认识,成为三元正极材料、工业混合正极材料中有价金属同步高效回收的瓶颈问题。本论文以废旧LIBs三元正极材料(LNCM)为研究对象,将高级氧化技术应用于该领域,构建了零价铁基底下的正极材料-过硫酸铵-蔗糖湿磨体系,利用过硫酸盐活化所产生自由基的强亲电性,在球磨提供的高强度机械力作用下实现正极材料晶体结构的解离与有价金属原子的高效脱嵌,从而有效强化后续柔性浸出。本论文的研究内容包括以下三个方面:(1)球磨条件和浸出条件优化通过单因素实验和Eh-p H相图分析探究了浸出条件(包括浸出时间、浸出p H、浸出温度)对有价...

【文章页数】：123 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 引言
    1.2 锂离子电池简介
    1.3 废旧锂离子电池回收工艺和技术
    1.4 机械化学法概况
    1.5 本论文的选题概况
2 实验材料与方法
    2.1 实验材料
    2.2 实验设备
    2.3 实验方法
    2.4 实验测试手段和表征方法
    2.5 热力学分析与动力学计算方法
3 机械化学法强化有价金属柔性浸出研究
    3.1 引言
    3.2 原料成分分析和表征
    3.3 浸出条件优化
    3.4 球磨单因素实验
    3.5 RSM实验设计与优化
    3.6 本章小结
4 机械化学反应与强化浸出机理研究
    4.1 反应路径初步分析
    4.2 零价铁活化PDS研究
    4.3 蔗糖作用机理研究
    4.4 AIMD模拟计算
    4.5 总体球磨反应机理分析
    4.6 本章小结
5 有价金属分离回收与杂质去除研究
    5.1 浸出液成分分析
    5.2 元素组分分布分析与杂质去除
    5.3 有价金属回收分离组合工艺设计
    5.4 金属元素物质流分析
    5.5 经济效益分析
    5.6 工艺优势与不足
    5.7 本章小结
6 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 创新点
    6.3 不足与展望
致谢
参考文献
附录 攻读硕士期间发表的学术论文及成果



本文编号：3919116