鋰離子電池因其能源清潔性、較長的使用壽命以及相對較高的能量密度,目前已廣泛應用于手機、筆記本電腦以及新能源電動汽車等日常生活領域。隨著鋰離子電池使用量的飛速增長和隨之而來的大量廢棄,由鋰離子電池中所含的多種重金屬、電解液、粘結劑等有害物質(zhì)引起的潛在危害日益受到社會公眾的關注。另一方面,廢鋰離子電池中含有的大量有價金屬資源也使其成為資源回收領域關注的焦點之一。為了采用傳統(tǒng)的酸浸工藝從廢鋰離子電池正極材料中高效地提取有價金屬,論文提出了采用機械化學還原技術強化廢鋰離子電池中有價金屬浸出的方法,并通過實驗系統(tǒng)地研究了機械化學還原對廢鋰離子電池正極材料的物理與化學性質(zhì)、有價金屬浸出率以及浸出動力學的影響。對于正極材料LiNi_xCo_yMn_1-x-yO₂的酸性浸出,首先在正極材料中加入還原鋅粉,然后將兩者進行機械球磨以增強其反應活性。研究表明,機械化學還原過程能夠顯著增強廢鋰離子電池正極材料中難浸出的鈷和錳的浸出,浸出率分別由未球磨時的31.2%和15.2%,均提高至90%以上;同時還能有效改善鎳和鋰的浸出,浸...

【文章頁數(shù)】：69 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 鋰離子電池概況
        1.1.1 鋰離子電池的發(fā)展及其在電動汽車方面的應用
        1.1.2 鋰離子電池的結構特征
        1.1.3 廢鋰離子電池回收的重要意義
    1.2 廢鋰離子電池回收技術研究現(xiàn)狀
        1.2.1 火法冶金
        1.2.2 濕法冶金
    1.3 機械化學概述
        1.3.1 機械化學法在廢鋰離子電池回收領域的應用
    1.4 存在問題分析與本研究課題的提出
    1.5 研究內(nèi)容和方法
        1.5.1 廢鋰離子電池預處理實驗研究
        1.5.2 機械化學還原試劑的篩選
        1.5.3 機械化學還原強化廢鋰離子電池中有價金屬浸出工藝研究
        1.5.4 機械化學還原強化廢鋰離子電池中有價金屬浸出動力學研究
        1.5.5 機械化學還原強化廢鋰離子電池中有價金屬浸出機理研究
    1.6 研究技術路線
第二章 機械化學還原試劑的篩選
    2.1 引言
    2.2 實驗部分
        2.2.1 實驗原料
        2.2.2 實驗試劑及設備
        2.2.3 實驗方法
    2.3 預處理實驗研究
        2.3.1 熱處理實驗
        2.3.2 熱處理樣品的表面形貌分析
        2.3.3 熱處理樣品的晶體結構分析
        2.3.4 熱處理樣品的組成分析
    2.4 機械化學還原試劑篩選結果與討論
        2.4.1 不同還原劑對有價金屬浸出率的影響
        2.4.2 還原劑添加量對有價金屬浸出率的影響
        2.4.3 不同鋅粉添加量對有價金屬浸出率的影響
    2.5 本章小結
第三章 機械化學還原強化廢鋰離子電池中有價金屬浸出工藝研究
    3.1 引言
    3.2 實驗部分
        3.2.1 實驗原料
        3.2.2 實驗試劑及設備
        3.2.3 實驗方法
    3.3 正交實驗分析
    3.4 機械化學還原強化浸出效果分析
        3.4.1 機械球磨轉(zhuǎn)速對浸出率的影響
        3.4.2 機械球磨時間對浸出率的影響
        3.4.3 液固比對浸出率的影響
        3.4.4 浸出溫度對浸出率的影響
        3.4.5 酸初始濃度對浸出率的影響
        3.4.6 浸出時間對浸出率的影響
    3.5 本章小結
第四章 機械化學還原強化廢鋰離子電池中有價金屬浸出動力學研究
    4.1 引言
    4.2 實驗部分
        4.2.1 實驗原料
        4.2.2 實驗試劑及設備
        4.2.3 實驗方法
    4.3 浸出反應表觀活化能
        4.3.1 未球磨樣品浸出反應的表觀活化能
        4.3.2 機械化學還原后樣品浸出反應的表觀活化能
    4.4 本章小結
第五章 機械化學還原強化廢鋰離子電池中有價金屬浸出機理研究
    5.1 引言
    5.2 實驗部分
        5.2.1 實驗原料、試劑
        5.2.2 實驗設備
        5.2.3 實驗方法
    5.3 機械化學還原對正極材料物理性質(zhì)的影響
        5.3.1 機械化學還原對正極材料表面形貌影響
        5.3.2 機械化學還原對正極材料粒度和比表面積影響
        5.3.3 物理性質(zhì)變化對有價金屬浸出率的影響
    5.4 機械化學還原對正極材料晶體結構的影響
        5.4.1 X射線衍射分析
        5.4.2 X射線光電子能譜分析
    5.5 本章小結
第六章 結論與建議
    6.1 結論
    6.2 建議
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文及其它成果
致謝



本文編號：3853744