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從預(yù)處理得到的正極電極材料中浸出有價金屬的方法的研究很多。常見的是酸浸出、堿浸出等方法,回收純化有價金屬元素。 典型的回收純化方法主要有浮選法、沉淀法、溶劑萃取法、電沉積法。   以上介紹的就是廢舊鋰電池回收利用預(yù)處理技術(shù),如需了解更多,可隨時聯(lián)系我們! 為了地處置鋰離子電池中回收的廢電池,在預(yù)處理前排放廢鋰電池,使廢鋰電池保持狀態(tài)。預(yù)處理過程主要包括物理方法和破損的分界線(機(jī)械分裂電池外殼、破損電極材料、破損材料分類等)。 在廢舊鋰電池回收的二次處理過程中,電極材料實(shí)際上是通過溶解-浸出來處理的。預(yù)處理后的電極材料溶解成酸堿溶液,材料中的金屬離子還原成相應(yīng)的無機(jī)鹽,如金屬或氧化物和氯化物,這是整個過程系統(tǒng)的核心。



并且,動力電池的外殼材料、隔膜、黏結(jié)劑等也會造成塑料污染。因此,建立良效的廢舊動力電池回收體系將有利于防止動力電池的環(huán)境污染。 較后,動力電池的額定電壓較高,在缺乏防護(hù)措施的情況下接觸,容易發(fā)生觸電事故。而廢舊動力電池也并非沒有了電流,國內(nèi)傳統(tǒng)的動力電池回收普遍采取濕法冶金的技術(shù),但效果并不理想,因此廢舊動力電池若處置不當(dāng),不僅存在觸電,還存在燃爆和腐蝕等隱患。 不過,盡管我國新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展向好,電池回收產(chǎn)業(yè)前景明朗,但現(xiàn)階段我國電池回收產(chǎn)業(yè)發(fā)展并不成熟,依舊存在著眾多問題。 現(xiàn)階段廢舊電池的主要回收途徑包括拆解回收和梯級利用兩大類。 拆解利用,顧名思義就是將淘汰的動力電池進(jìn)行拆解,對其中的可再利用材料進(jìn)行提煉回收,目前濕法回收的商業(yè)化程度較高,也是動力電池較主要的回收途徑,購進(jìn)回收提煉的原材料對于電池廠商來說也是降低成本的重要方式。




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,也稱儲氫合金(電極稱儲氫電極),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)式從左到右的過程為充電過程;反應(yīng)式從右到左的過程為放電過程。 充電時正極的Ni(OH)2和OH-反應(yīng)生成NiOOH和H2O,同時釋放出e-一起生成MH和OH-,總反應(yīng)是Ni(OH)2和M生成NiOOH,儲氫合金儲氫;放電時與此相反,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)電動勢為1.319V。



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、無記憶效應(yīng)、自放電小、循環(huán)壽命長等優(yōu)點(diǎn),得到廣泛的認(rèn)可。隨著2014年我國逐漸普及新能源車,其銷量預(yù)計在2020年將達(dá)到200萬輛。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,在未來2年內(nèi)必將迎來大規(guī)模的動力電池報廢階段。廢棄鋰離子電池中通常含鈷5~15%、鋰2~7%、鎳0.5~2%,其回收再利用價值相對較高。另外,廢棄鋰離子電池中還含有六氟磷酸鋰等有毒物質(zhì),會對環(huán)境和生態(tài)系統(tǒng)造成嚴(yán)重污染,鈷、錳、銅等重金屬通過積累作用也會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,對鋰離子電池進(jìn)行回收處理以減少對環(huán)境造成的污染、緩解資源匱乏等問題,具有重要的社會意義和經(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)得到的懸浮液與無機(jī)酸、過氧化氫混合進(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,對其進(jìn)行過來膜處理,后得到包含li+的溶液;步驟3)中的過濾膜處理的步驟具包括:過濾預(yù)處理、超濾處理、陶瓷納濾、耐酸過濾處理;耐酸堿過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濾處理對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{濾處理時無法將鋰和鎳鈷錳分開。無機(jī)酸的濃度為1~8mol/l。步驟2)中過氧化氫的濃度為1~10%。優(yōu)選地,過氧化氫的濃度為2~4%。無機(jī)酸與過氧化氫的摩爾比為2.5~20:1。電沉積時,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,同時結(jié)合耐酸堿過濾的高耐酸/堿特種膜,具有明顯的應(yīng)用優(yōu)勢,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)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動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,攪拌時間為0.5h,轉(zhuǎn)速為400r/min,得酸化浸出液;需要說明的是,實(shí)施例1-4中的加酸比例根據(jù)懸浮液中的陽離子量來確定,分子量計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,無機(jī)酸與雙氧水的加入摩爾比為2.5:1。3)對酸化浸出液進(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,攪拌時間為12h,轉(zhuǎn)速為50r/min,得酸化浸出液,無機(jī)酸與雙氧水的加入摩爾比為20:1。3)再對其進(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,攪拌時間為6h,轉(zhuǎn)速為250r/min,得酸化浸出液,無機(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,對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說,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)。




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