锂离子电池由外壳和内部电芯组成,其中电芯由正极,负极,隔膜,集流体和电解液构成。锂离子电池中金属材料主要分布在外壳、集流体及正极中。其中,外壳和集流体中的金属基本以单质形式存在,主要包括铜、铝、铁等。外壳和集流体中的金属回收较为简单,例如外壳被简单剥离处理,就可作为一种回收产品,这些金属的回收在整个流程的前期阶段即可完成。正极中的金属主要包括钴、镍、锂、锰、铝、铁等。当前,对废旧锂离子电池的回收,主要集中在对钴、锂、镍的回收,具有较高的回收价值。但正极中的金属均以化合物的形态存在,回收较为困难,因此,对正极中金属材料的回收是废旧锂离子电池金属材料回收技术的部分。
在回收过程中,根据提取工艺的不同,锂离子电池的回收技术可分为三类:
1)干法回收技术;2)湿法回收技术;3)生物回收技术。
干法回收主要包括机械分离法和高温热解法。干法回收流程短,回收没有针对性,是实现金属分离回收的初级阶段。主要是指在没有溶液等介质的情况下,直接实现物料或有价金属回收的方法,主要是通过物理分选法和高温热解法,对电池进行破碎和粗筛,或者通过高温分解去除有机物,进一步进行元素回收。湿法回收技术复杂。
废旧锂电池回收处理技术发展方向是清洁环保、低碳低能耗、自动化等, 要能完成正极材料资源化利用和其他组分有效回收, 对有害组分进行环保处置, 防止二次污染。
在已有回收技术基础上, 开发了废旧锂电池全组分物料分离收集装置。该装置采用物理法实现废旧锂电池中各组分的分离收集。通过机械破碎、真空分离、震动筛分、比重分离、气流分离等步骤, 实现废旧锂电池中电极材料、集流体金属、塑料隔膜、电池外壳的分离收集。分离收集过程不引入任何化学试剂, 全程自动化。它能对电解液、粉尘等进行收集处理, 具有回收德效率较高、绿色低碳、环保节能、便于产业化等特点。