PPy/TiO2光催化微生物燃料电池产电及在钴酸锂浸出中的应用

以无水氯化铁为氧化剂,碳纸为基板,通过化学氧化法制备聚吡咯/二氧化钛（PPy/TiO₂）光电阴极,采用XRD、IR、SEM对光催化材料进行表征.以碳纸为阳极;碳纸、TiO₂改性碳纸和PPy/TiO₂改性碳纸为阴极,构建双室微生物燃料电池（MFC）.在光照条件下,研究了MFC废水处理效果、产电性能及阴极钴酸锂的浸出情况.结果表明：PPy/TiO₂改性碳纸最大功率密度为10425.7mW/m²,分别是碳纸和TiO₂改性碳纸的1.97和1.86倍;PPy/TiO₂改性碳纸阴极Co（Ⅱ）浸出率为47.8%,分别是碳纸和TiO₂改性碳纸的1.87和1.76倍.     

PPy/TiO2光催化微生物燃料电池产电及在钴酸锂浸出中的应用

以无水氯化铁为氧化剂,碳纸为基板,通过化学氧化法制备聚吡咯/二氧化钛（PPy/TiO₂）光电阴极,采用XRD、IR、SEM对光催化材料进行表征.以碳纸为阳极;碳纸、TiO₂改性碳纸和PPy/TiO₂改性碳纸为阴极,构建双室微生物燃料电池（MFC）.在光照条件下,研究了MFC废水处理效果、产电性能及阴极钴酸锂的浸出情况.结果表明：PPy/TiO₂改性碳纸最大功率密度为10425.7mW/m²,分别是碳纸和TiO₂改性碳纸的1.97和1.86倍;PPy/TiO₂改性碳纸阴极Co（Ⅱ）浸出率为47.8%,分别是碳纸和TiO₂改性碳纸的1.87和1.76倍.     

废旧手机电池中钴和锂的回收及再利用研究

废旧手机电池进行人工拆解后,将正极浸入N-甲基吡咯烷酮(NMP)中,使正极活性物质与铝箔分离.再利用酸浸-碱出方法回收正极活性物质中的钴和锂.确定最佳工艺参数为:0.8 molg·L-1的硫酸溶液,反应温度50℃,固液比1∶20g· L-1,水浴加热60 min.用饱和Na2CO3溶液沉淀锂得到Li2CO3,NaOH溶液将钴沉淀,400℃煅烧3h得到Co3 O4.按化学计量比将Co3O4与Li2CO3混合,预处理后700℃煅烧7h得到LiCoO2粉末.对再生的LiCoO2进行了结构和形貌测试,表明再生后生成了颗粒均匀、结晶度较好的LiCoO2.     

基于“磷酸-铁粉”体系回收锂离子电池金属方法探讨

通过使用“H₃PO₄+还原铁粉”体系对废旧锂离子电池正极材料LiCoO₂进行湿法浸出以回收金属Co和Li。通过单因素和正交实验获得最佳浸出条件：磷酸浓度2 mol/L、温度50℃、浸出时间90 min、液固比35 mL/g、Fe粉添加量60%。结果表明,在最佳浸出条件下,Co和Li的浸出率分别达到96.1%、93.2%;通过沉淀分离滤液Co₃(PO₄)₂、Li₃PO₄和Fe₃(PO₄)₂以回收金属Co、Li、Fe,其纯度分别可达到81.69%、87.83%、91.00%。通过使用新的浸出体系对废旧锂离子电池进行回收,不仅使实验程序更为温和,还保证了金属材料的回收率,为锂离子电池温和、安全、高效的资源回收处理提供了新的方法。     

失效锂离子电池材料真空热处理及氨性浸出

研究了失效锂离子电池中塑料、电极隔膜等有机物的真空脱除,并以电池级纯钴酸锂(LiCoO2)为原料,与活性炭粉混合,在真空中进行热还原,还原产物用含NH3和NH4HCO3的氨性水溶液浸出。实验结果表明,当加热温度大于450℃,真空压力<400 Pa时,失效锂离子电池中有机挥发物基本被脱除。在400℃真空温度下纯LiCoO2不被炭粉还原;当还原温度达到600℃,LiCoO2转变为CoO、Co和Li2CO3;在800℃时,还原产物主要为六方相、立方相金属钴及少量的CoO。还原产物中的钴易于被氨性水溶液浸出,浸出3 h后,钴基本进入溶液中,锂的浸出率也达到97%以上。     

废锂电池放电及正极片分离回收处理

研究了废锂电池放电及正极片分离回收处理工艺。实验结果表明:经质量浓度30 g/L NaCl溶液浸泡9.0 h可实现电池放电,残余电压在0.5 V以下;在60℃恒温水浴振荡、NaOH质量浓度40 g/L、废锂电池质量与NaOH溶液体积的比为15 g/L的优化条件下,集流体完全与活性物质分离,回收得到的黑色粉末为LiCoO2活性材料,未见铝杂质的特征峰;通过硫酸中和的方法回收碱浸溶液中的铝,当体系pH为10.0时,可获得最大量的Al(OH)3沉淀,沉淀物颗粒表面光滑,粒径大小不一。     

废弃PVC辅助氯化焙烧高效回收废旧锂离子电池正极材料

采用废弃PVC作为氯化剂,通过氯化焙烧与低温水浸复合,有效提高了废弃锂离子电池正极材料LiCoO₂中钴和锂的浸出效率。系统研究了焙烧温度、氯化剂与正极材料LiCoO₂物料比、焙烧时间等参数对钴和锂浸出率的影响规律和作用机制。研究结果表明:在焙烧温度500℃、物料比5∶1、焙烧时间120 min条件下,再经60℃水浸后,钴的浸出率达到95%以上,锂的浸出率高达99%。同时采用X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）和X射线光电子能谱（XPS）表征焙烧前后材料的晶体结构和表面形貌以及元素化合价变化,阐明了氯化焙烧LiCoO₂过程中钴和锂的物相间转化机制与动力学机理。与传统的湿法、火法和生物冶金相比,该废旧锂离子电池正极材料回收技术拥有更低的能源强度和更好的工业应用前景。