先之進自動化：詳解廢舊鋰離子動力電池的回收技術，漲知識（八）

2.3.3 電化學法

　　電化學法又稱電沉積法，可用于處理廢舊鈷酸鋰電池。通過電化學還原技術將浸出液中的 Co3+ 轉化 Co2+，后以 Co(OH)2 的形式在陽極沉積下來。

　　Shen等 [51] 將酸浸法與電化學法結合用來回收廢舊鈷酸鋰電池中的鈷。采用 10 mol/L 的 H2SO4，在 70 ℃ 下浸出 1h，鈷的浸出率達到 100%。調節(jié) pH 至 2~3，溫度為 90 ℃，除去浸出液中多余的重金屬離子。調節(jié)電流密度至 235 A/m2，后在陽極能夠得到純凈的 Co(OH)2，鈷的回收率大于 93%。

　　Garcia 等[52]通過浸出，純化除去多余的重金屬離子，得到只含有 Co2+ 的浸出液。以 Ag 電極為陽極，調節(jié)電壓至 1.50 V，后 Co2+ 的回收率為 96%。將得到的陽極沉積物在 850 ℃ 下焙燒 1000h，后得到可直接用于商業(yè)銷售的 Co3O4。

　　電化學法的優(yōu)點在于引入的雜質少，可得到純度很高的鈷的化合物，可直接用于電極材料的制備。缺點是需要消耗大量的電能。

　　3. 結 論

　　廢舊鋰離子動力電池作為一種危險廢棄物，如果處理不當的話不僅會污染環(huán)境，還會影響到人和動物的健康。同時，廢舊鋰離子動力電池中含有大量的有價金屬(Co，Ni，Li，Mn，Al，Cu，Fe 等)，回收廢舊鋰離子動力電池中的有價金屬能帶來很好的經濟效益，實現資源的可持續(xù)發(fā)展。

　　目前工業(yè)上應用的回收廢舊鋰離子電池的方法以火法冶金工藝和濕法冶金工藝為主?；鸱ㄒ苯鸸に囂幚砹看?、工藝簡單、能處理種類繁雜的電池;但火法冶金工藝成本高、對設備的要求高、處理過程中會產生大量的有害氣體。濕法冶金工藝處理成本低、有價金屬的回收率高、工藝穩(wěn)定性好;但濕法冶金工藝流程長，處理量小，處理過程中產生大量的廢液需進一步環(huán)保處理。鑒于兩種工藝的優(yōu)缺點，目前廢舊鋰離子動力電池回收以及資源化研究以濕法冶金和火法冶金聯合工藝為主。在預處理步驟的基礎上采用熱處理工藝富集正極材料，通過酸浸、萃取的深度處理步驟有效回收廢舊電池中的有價金屬。

　　隨著國家環(huán)保力度的不斷加強，以及有價金屬資源的不斷匱乏，廢舊鋰離子動力電池的資源化回收技術將沿著綠色回收，高效回收的方向發(fā)展，主要關注以下幾個方面：

　　預處理步驟中的安全問題。廢舊鋰離子動力電池屬于危險廢棄物，處理過程中存在爆炸的危險，因此需要在絕對安全的環(huán)境中自動高效處理。同時，由于電池中電解液含有大量有機物以及 LiPF6 等有毒有害物質，在處理過程中需要進一步防治這些潛在危害。

　　二次處理步驟中的污染防治。二次處理步驟中，熱處理法會產生 SO2、NO2、NO 等有害氣體;有機溶劑溶解法溶解后的余液中含有大量而且成分復雜的有機物;堿液溶解法要求使用強堿溶液進行溶解，得到的余液 pH 高，需要進一步處理。對于熱處理法中的有害氣體進行無害化處理，對于有機溶劑余液和堿液余液則需考慮循環(huán)利用。

　　深度處理步驟中的完全回收。采用合適的浸出劑進一步提高廢舊電池中有價金屬的浸出率，通過將化學沉淀法與溶劑萃取法結合提高浸出液中有價金屬離子的回收率，得到符合要求的金屬化合物產品。

　　廢舊鋰離子動力電池中各成分的綜合回收利用。目前回收的重點是正極材料，有價金屬含量高，經濟價值大。但是對于電池中的其它成分，隔膜、電解液、負極活性材料等物質基本回收，需要加強對這些成分的回收研究。