對鋰離子電池廢液進行鋰的回收

劉閏祺

摘要：為了回收鋰離子電池制備廢液中貴重金屬鋰，本文通過對鋰離子電池正極材料磷酸鐵鋰中廢液，進行過濾、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，隨著手機的普及，手機使用的鋰離子電池數(shù)量急速增加，報廢的鋰離子電池也逐年大幅度增多。當這些數(shù)以噸計的鋰離子電池報廢后，如果處理不當會產(chǎn)生嚴重的安全隱患及環(huán)境污染，同時還會造成極大的資源浪費。西方發(fā)達國家對電池的使用和廢舊電池的回收已經(jīng)制定了嚴格的管理法規(guī)并開展了積極的研究工作，歐盟委員會通過了關(guān)于制定電池回收再利用的建議，根據(jù)規(guī)定，生產(chǎn)商應承擔電池回收、處理和再利用的費用。在我國，盡管目前還沒有相應的法律法規(guī)，隨著社會和經(jīng)濟的發(fā)展以及人們對環(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、實驗用品

實驗原料：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

實驗器材：天平、500 ml燒杯、玻璃棒、帶攪拌恒溫水浴鍋、鐵架臺、漏斗、濾紙、鼓風干燥箱，PH計。

測試儀器：X射線衍射儀。

四、實驗步驟

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，此時發(fā)現(xiàn)有黑色細小的沉淀。

3、過濾60ml廢液。

4、向濾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、實驗結(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，因為Li2CO3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，是因為Li2CO3隨著溫度的升高溶解度會變小，所以在高溫下回收Li2CO3會提高回收率。

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)表征可以指標化為Li2CO3，說明制備的白色粉末為Li2CO3。

意義：本實驗是非常有有意義的，對鋰離子電池制備廢液中添加廉價的Na2CO3溶液，可以得到昂貴的Li2CO3，實現(xiàn)了變費為寶的可能。

參考文獻

[1] 孫欣，魏進平，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， 等. 回收廢舊鋰離子電池有價金屬的研究進展[J]. 科技創(chuàng)新導報，2008，34：3-5.

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