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钴镍电池材料废料回收 |
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近年来,锂离子电池大规模地应用于便携式电子产品,电动汽车,储能系统以及可再生能源发电配套设施中。随之而来的问题是,废旧锂离子电池的数量越来越多。据统计,在2020年前后,动力电池的报废量将达到50万吨。此外,目前我国手机的总产量已超过20亿只,以一部手机配一块锂离子电池计,电池的平均寿命为3年,那么3年后,我们身边的废旧锂离子电池数量就可能达到数以百亿块。这还不包括笔记本电脑、照相机、充电宝等常用设备中所使用的锂离子电池。因此,废旧锂离子电池的回收已成为全球面临的问题,否则将产生诸多与资源浪费和环境污染相关的风险。
国内外动力电池回收利用现状:
从动力电池全生命周期来看,动力电池的回收再利用包含梯次利用、金属和电池材料再生、动力电池制造和配套到电动汽车几个阶段。其中,梯次利用的对象一般是电池模组的重组在使用过程,而对于电池单体的回收再利用,往往要经过电池包的手工拆解/设备拆解,然后对电极材料进行火法/湿法冶金。就锂电池而言,国内外采用物理拆解、火法和湿法工艺组合的方式,可回收得到金属铜、铝及金属钴和镍等产物。
钴粉回收、钴粉是硬质合金的主要原料之一,国内外的需求量逐年增加。随着硬质合金工业的发展,硬质合金用钴粉有3种发展趋势:超细钴粉、纳米WC-Co 粉末、球形钴粉。这对原料钴粉的质量要求越来越严格,不仅对钴粉的化学成分提出了更高的要求,而且对钴粉的物理性能如粒度、粒度分布、晶体形貌等也提出了严格的要求。要求粒度越来越细(粒度一般小于1.5μm),形貌为球形或类球形,粒度分布为正态分布。硬质合金用钴粉要求具有高的纯度,这是因为,一方面,纯钴对碳化钨能够完全浸润,对碳化钨的把持力很高,从而提高硬质合金的强度。另一方面,当钴粉中存在其他杂质,例如铅、硅、钙硫时,在合金烧结过程中将会影响合金的显微结构和性能。硬质合金生产要经过混合、加压和烧结过程,这些过程会产生机械流动、塑性流动和热扩散现象。研究表明,因减少WC 的晶粒尺寸而使碳化硅相晶粒接触数,可以通过粒度分布均匀且呈球形的钴粉在机械混合和塑性流动中达到高度均匀分布来消除,从而制得具有较大硬度和韧性的合金
钴粉回收、钴粉被用在石油工业的加铅裂化上,主要用做石油脱氢硫的催化剂。如美国的汽油平均含硫量从0.03%降到0.003%,钴催化剂发挥了很大作用。
随着纳米科技的发展,发现纳米钴粉对聚碳硅烷热裂解过程具有催化作用,并可降低裂解温度。钴的加入促进了热裂解过程中β-SiC 微晶的生长。
钴氧化物纳米催化剂对N2O=N2+O2分解反应有良好的催化作用,其中以Co2O3催化效果佳。Co-Mo纳米晶和金粉具有较高的析氢催化活性,其析氢过电位低于用同种方法制备的Ni-Mo 纳米晶合金复合电极
钴粉回收、超细钴粉可制成特种功能材料。例如,将它广泛用于特种模具及轴瓦和耐磨件的内衬。装甲材料通常是采用各种合金来提高其韧性和抗冲击性能,以抵御炮弹的攻击。超细钴粉经新工艺烧结后,可制成新型高强度超硬材料,用于装甲防护。还可以制成耐高温、散热、导电的防腐涂层,可广泛用于宇航、机场、码头、油库、舰船等特种场合的防护。
钴粉回收,钴粉是世界的金属,钴粉是用于超硬合金材料(如硬质合金和人造金刚石工具)的关键原料之一,其性能决定了超硬合金材料的粘结性能、强度和韧性,对超硬合金材料的使用性能至关重要
锂电一统天下的时代可能还有光明的未来,但动力和储能的兴起使得钴马上就面临着捉襟见肘的窘境。
以一辆特斯拉用的电池来说,如果全部用LCO来制造,大约只能满足8000万辆车用电池的需求,显然无论从年产量还是从未来电动汽车的容量来说,钴是难以支撑新能源产业的未来。根据相关数据统计,全球只有不到60%的钴会用于电池。
其次就是安全性,大容量LCO电池的安全性不容乐观,特别是在满电挤压、过热或过充电条件,LCO电池一般毫不犹豫地会以爆炸的方式体现自己的个性。LCO在爆炸方面的偏好似乎是不容妥协的,即使负极采用了高安全的钛酸锂的“钴钛”电池,其在过充和挤压下同样会发生猛烈爆炸。