废弃三元锂离子电池金属元素选择性浸出及分离特性研究

1 绪 论

1.1 锂离子电池简介

1.1.1 锂离子电池的兴起与发展

1.1.2 锂离子电池的组成结构与工作原理

1.1.3 锂离子电池的应用现状

1.2 废弃锂离子电池的危害性与资源性

1.2.1 废弃锂离子电池的危害性

1.2.2 废弃锂离子电池的资源性

1.3 废弃锂离子电池回收处理现状

1.3.1 废弃锂离子电池的预放电处理

1.3.2 废弃锂离子电池的拆解分离

1.3.3 火法回收处理废弃锂离子电池

1.3.4 湿法回收处理废弃锂离子电池

1.3.5 生物法回处理收废弃锂离子电池

1.4 废弃锂离子电池工业化处理工艺

1.4.1 Sony/sumitomo 工艺

1.4.2 Onto 工艺

1.4.3 Toxco 工艺

1.4.4 Accurec GmbH 工艺

1.4.5 AEA 工艺

1.4.6 Batrec industrie AG 工艺

1.4.7 Recupyl 工艺

1.5 本文研究目的、意义及内容

1.5.1研究目的及意义

1.5.2研究内容

2 实验材料与方法

2.1 实验原料与试剂

2.2 实验流程

2.3 实验表征分析方法

2.3.1 元素含量分析 (MP-AES)

2.3.2 X 射线衍射结构分析 (XRD)

2.3.3 扫描电子显微镜分析 (SEM)

2.3.4 X 射线光电子能谱分析 (XPS)

2.4 实验仪器

3 柠檬酸选择性浸出废弃锂离子电池实验研究

3.1引言

3.2 实验材料与方法

3.2.1 实验材料

3.2.2 实验方法

3.2.3 表征分析

3.3 柠檬酸浸出条件实验研究

3.3.1 浸出温度与时间对浸出率的影响

3.3.2 酸浓度对浸出率的影响

3.3.3 固液比对浸出率的影响

3.4 还原剂对浸出率的影响

3.4.1 H2O2浓度浸出率的影响

3.4.2 H2O2添加方式对浸出率的影响

3.4.3 抗坏血酸添加方式对浸出率的影响

3.5 浸出动力学研究

3.5.1浸出动力学模型的建立

3.5.2 Li、Ni、Co、Mn的浸出动力学

3.5.3 Cu和 Al的浸出动力学

3.6 浸出热力计算

3.7 浸出残渣表征分析

3.8 浸出机理分析

3.9 本章小结

4 沉淀法分离回收浸出液中金属实验研究

4.1 引言

4.2 实验材料与方法

4.2.1 实验材料

4.2.2 实验方法

4.2.3 表征分析

4.3 溶液 pH对金属回收率的影响

4.4 抗坏血酸分离回收 Cu

4.4.1 pH与时间对 Cu沉淀率的影响

4.4.2 抗坏血酸添加量对 Cu沉淀率的影响

4.4.3 温度对 Cu沉淀率的影响

4.5 黄原酸钾沉淀 Ni和 Co

4.5.1 pH对沉淀率的影响

4.5.2 黄原酸钾添加量对沉淀率的影响

4.5.3 时间对沉淀率的影响

4.6 草酸沉淀回收 Mn

4.6.1 pH对 Mn沉淀率的影响

4.6.2 草酸添加量对 Mn沉淀率的影响

4.6.3 温度对 Mn沉淀率的影响

4.7 Na3PO4沉淀分离 Al和 Li

4.8 本章小结

5 沉淀-溶剂萃取混合法分离提取浸出液中金属实验研究

5.1 引言

5.2 实验材料与方法

5.2.1 实验材料

5.2.2 实验方法

5.2.3 表征分析

5.3 LIX 84-I分离提取 Cu

5.3.1 影响 Cu萃取率的因素研究

5.3.2 Cu的反萃

5.3.3 萃取机理分析

5.4 浸出液中 Co和 Ni的分离回收

5.5 D2EHPA萃取分离 Mn和 Al

5.5.1 影响 Mn萃取率的因素研究

5.5.2 Mn的反萃

5.5.3 影响 Al萃取率的因素研究

5.5.4 Al的反萃

5.5.5 Mn和 Al萃取机理分析

5.6 Na3PO4沉淀回收 Li

5.7 回收工艺流程

5.8 本章小结

6 结论与展望

6.1 结论

6.2 主要创新点

6.3 下一步工作展望

参考文献

附 录

A. 在学期间发表的学术论文

B. 在学期间取得的科研成果

C. 在学期间参与的科研项目

D. 学位论文数据集

致 谢