随着人们对电池能量密度需求不断增加,提升截止电压成为提高能量密度有效的策略之一。因此,如果将废旧钴酸锂回收再生为高压钴酸锂,不仅实现了金属资源的可持续利用,还可以满足高压钴酸锂正极材料的发展趋势。
钴酸锂材料由于具有较高的能量密度,被广泛应用于3c行业,但是由于其循环性能较差,一般可以循环500次左右,因此每年的报废量较大,同时在生产钴酸锂电池的过程中,存在生产废料,根据相关数据的统计结果显示,每年报废的钴酸锂材料多大上千吨。
钴的应用广泛,是一种重要的战略金属。随着钴消费量的日益增大,也产生了大量的钴废料。含钴废料是重要的二次资源,中国又是钴资源贫乏的国家,再生钴资源的回收利用是解决中国钴资源供给的有效途径。含钴废料种类多,主要有废高温合金、废硬质合金、废磁性合金、废可伐合金、废催化剂和废二次电池材料等。此外,炼过程中产生的钴渣也是回收的来源之一。
对于不能直接利用的废料,可根据具体情况采用火法和湿法联合流程,或全湿法流程进行处理。采用火法流程时可以将含钴低的物料配入高冰镍转炉吹炼成高冰镍,在高冰镍处理过程中来综合 回收钴;也可以在电炉中熔炼成合金阳极送电解处理。采用湿法流程时,金属的溶解可采用化学法或电化学法溶解;从溶液中分离和富集金属,可根据具体情况采用化学沉淀法(中和水解沉淀、硫化沉淀、置换沉淀以及盐沉淀法等)、溶剂萃取和离子交换等技术。
近几年来中国锂电池企业发展迅速,目前中国电池的生产量和出口量都世界,成为了世界上大的电池制造大国。随着手机、笔记本电脑甚至是电动汽车的普及,锂离子电池被应用于越来越广泛的领域,对其需求量越来越大。而制约锂电池一致性的主要是在正极材料的选购上,正极方面材料主要有钴酸锂、镍钴锰三元材料、锰酸锂及磷酸铁锂等。钴酸锂作为代商品化的锂电池正极材料是目前成熟的正极材料,在短时间内,特别是在通讯电池领域还有不可取代的优势。
采用廉价且可循环使用的有机萃取剂,直接从正极浸出液中萃取铝,使钴留在萃余液中达到钴铝分离的效果,再从萃取剂中反萃得到铝。再生后的萃取剂可循环再使用,降低了回收钴的成本。