废旧锂离子电池正极材料LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2中有价金属的浸出及其动力学研究

• 作者: 孙启 徐政 纪仲光 黄孝振
• 来源期刊: 稀有金属
• 学科: 工学
• 关键词: 废旧锂离子电池 正极材料 LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2 浸出动力学
• 年，卷（期）: 2020,（8）
• 所属期刊栏目: 研究论文
• 页码范围: 860-869
• 页数: 10页
• 分类号: TF830.21
• 语种: 中文
• DOI: 10.13373/j.cnki.cjrm.XY18060017

摘要

采用废旧锂离子电池正极材料LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2为原料,以H2SO4为浸出剂,H2O2为还原剂酸浸回收有价金属Li,Ni,Co,Mn;分别考察H2SO4浓度、H2O2浓度、固液比、浸出温度和浸出时间对浸出过程的影响,结果表明:在H2SO4浓度2.5 mol·L-1、H2O23.0％(原子分数)、固液比50 g·L-1、温度45℃、反应60 min的最佳条件下,Li,Ni,Co,Mn的浸出率均超过98.5％.通过X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜和能量色散X射线谱(SEM-EDS)对不同浸出阶段的材料进行表征,可以得出废LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2在浸出过程中形貌和结构逐渐被破坏,在浸出终点衍射特征峰基本消失,表明废LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2被浸出完全,浸出渣只剩乙炔黑和黏结剂聚偏氟乙烯(PVDF).采用未反应核收缩模型和Avrami方程模型对浸出动力学数据进行拟合,其中Avrami方程模型显示最佳相关性拟合,动力学分析显示,在30～75℃下Li,Ni,Co,Mn4种金属离子的活化能分别为78.39,81.63,83.07,82.66 kJ·mol-1,表明浸出过程的速率控制步骤是表面化学反应.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	黄孝振	有研工程技术研究院有限公司生物冶金国家工程实验室	1	0	0.0	0.0
2	徐政	有研工程技术研究院有限公司生物冶金国家工程实验室	1	0	0.0	0.0
3	纪仲光	有研工程技术研究院有限公司生物冶金国家工程实验室	1	0	0.0	0.0
4	孙启	有研工程技术研究院有限公司生物冶金国家工程实验室	1	0	0.0	0.0