對(duì)鋰離子電池廢液進(jìn)行鋰的回收

劉閏祺

摘要：為了回收鋰離子電池制備廢液中貴重金屬鋰，本文通過對(duì)鋰離子電池正極材料磷酸鐵鋰中廢液，進(jìn)行過濾、沉淀，將鋰以碳酸鋰的形式回收，鋰的回收率為22.9%，表明采用該方法可以有效回收鋰離子電池正極材料廢液中的鋰，回收的鋰可以作為原料再次使用。

關(guān)鍵詞：鋰離子電池；回收；沉淀法

一、問題的提出

近幾年來，隨著手機(jī)的普及，手機(jī)使用的鋰離子電池?cái)?shù)量急速增加，報(bào)廢的鋰離子電池也逐年大幅度增多。當(dāng)這些數(shù)以噸計(jì)的鋰離子電池報(bào)廢后，如果處理不當(dāng)會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的安全隱患及環(huán)境污染，同時(shí)還會(huì)造成極大的資源浪費(fèi)。西方發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)電池的使用和廢舊電池的回收已經(jīng)制定了嚴(yán)格的管理法規(guī)并開展了積極的研究工作，歐盟委員會(huì)通過了關(guān)于制定電池回收再利用的建議，根據(jù)規(guī)定，生產(chǎn)商應(yīng)承擔(dān)電池回收、處理和再利用的費(fèi)用。在我國(guó)，盡管目前還沒有相應(yīng)的法律法規(guī)，隨著社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及人們對(duì)環(huán)保的日益重視，廢舊鋰離子電池的回收將變得十分重要和迫切 [1-3]。

二、主要研究的問題

如何從鋰離子電池正極材料磷酸鐵鋰制備過程中的廢液里回收金屬鋰？

三、實(shí)驗(yàn)用品

實(shí)驗(yàn)原料：鋰離子電池正極材料磷酸鐵鋰廢液（含0.72molLi+ 、 0.36molSO42- 、0.36molNH4+、部分焦糖熱解后溶液）、飽和Na2CO3溶液

實(shí)驗(yàn)器材：天平、500 ml燒杯、玻璃棒、帶攪拌恒溫水浴鍋、鐵架臺(tái)、漏斗、濾紙、鼓風(fēng)干燥箱，PH計(jì)。

測(cè)試儀器：X射線衍射儀。

四、實(shí)驗(yàn)步驟

1、從鋰離子電池公司取得200 ml水熱法鋰離子電池正極材料磷酸鐵鋰廢液，測(cè)量PH值為8.45。

2、將200 ml廢液裝入500 ml燒杯中，放入帶攪拌恒溫水浴鍋中（恒溫60℃），直至廢液蒸發(fā)、濃縮直至溶液約60ml左右，此時(shí)發(fā)現(xiàn)有黑色細(xì)小的沉淀。

3、過濾60ml廢液。

4、向?yàn)V液中加入以配好的過量飽和Na2CO3溶液，片刻后發(fā)現(xiàn)有白色沉淀，溶液呈棕色。

5、待沉淀沉降后將上層棕色溶液倒掉，用溫度高于90℃的蒸餾水洗滌白色沉淀數(shù)次，直至上層溶液為白色。

6、將高于90℃的溶液和白色沉淀過濾。

7、 將白色濾餅洗滌、烘干，得到6.1g白色粉末。

8、將6.1g白色粉末中1g，做X射線衍射儀分析。

五、實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析

1、廢液中含有0.72molLi+，加入飽和Na2CO3溶液，得到的白色沉淀位Li2CO3 2Li++ CO32-→Li2CO3，因?yàn)長(zhǎng)i2CO3在水溶液中微溶，可以將Li+以Li2CO3形式回收。

2、選用溫度高于90℃的蒸餾水洗滌，是因?yàn)長(zhǎng)i2CO3隨著溫度的升高溶解度會(huì)變小，所以在高溫下回收Li2CO3會(huì)提高回收率。

3、廢液中含有0.72molLi+，若全部以Li2CO3形式存在，則有26.64g，最后只能回收6.1g，回收率為 6.1/26.64*100%=22.9%。

4、將1g白色粉末做X射線衍射儀分析，得到圖1。圖1為白色粉末的XRD圖， 經(jīng)表征可以指標(biāo)化為L(zhǎng)i2CO3，說明制備的白色粉末為L(zhǎng)i2CO3。

意義：本實(shí)驗(yàn)是非常有有意義的，對(duì)鋰離子電池制備廢液中添加廉價(jià)的Na2CO3溶液，可以得到昂貴的Li2CO3，實(shí)現(xiàn)了變費(fèi)為寶的可能。

參考文獻(xiàn)

[1] 孫欣，魏進(jìn)平，王曉宇，等.失效鋰離子蓄電池的回收[J].電源技術(shù)，2004，28（12）： 794-797.

[2] 劉岸平， 裴波，王強(qiáng)， 等. 回收廢舊鋰離子電池有價(jià)金屬的研究進(jìn)展[J]. 科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2008，34：3-5.

[3] 吳芳.從廢舊鋰離子二次電池中回收鈷和鋰[J].中國(guó)有色金屬學(xué)報(bào)，2004，14（4）： 697-701.