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2021(第六届)中国国际镍钴锂高峰论坛专题报道

2021(第六届)中国国际镍钴锂高峰论坛暨中国国际新能源锂电材料大会暨中国锂电产业“思锂奖”颁奖典礼于2021年5月20-21日在长沙隆重召开!

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2021(第六届)中国国际镍钴锂高峰论坛专题报道

【镍钴锂峰会】废旧高镍三元电池材料有价组分 湿法提取与高效分离研究

来源:SMM

【镍钴锂峰会 | 废旧高镍三元电池材料有价组分 湿法提取与高效分离研究】在由上海有色网信息科技股份有限公司举办的2021(第六届)中国国际镍钴锂高峰论坛——锂电回收再利用专场上,中南大学雷舒雅介绍了废旧高镍三元电池材料有价组分湿法提取与高效分离研究。她表示,电池使用寿命按3-5年计算,2021年我国高镍三元正极材料报废量达13.63万吨,2023年报废量达27.67万吨。

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SMM5月21日讯:在SMM2021(第六届)中国国际镍钴锂高峰论坛上,会上,中南大学雷舒雅介绍了废旧高镍三元电池材料有价组分湿法提取与高效分离研究。

研究背景与意义


2021年3月,新能源汽车销量呈现高速增长势头,达到22.6万辆。1-3月,新能源汽车销量完成51.5万辆,同比增长2.8倍。其中纯电动汽车销量完成43.3万辆,占比达到84.07%;插电式混合动力汽车销量完成8.2万辆,占比达到15.92%。

2021年1-3月,我国动力电池产量累计32.8GWh,同比累计增长296.5%。2021年3月,我国动力电池产量共计11.3GWh,同比增长151.9%。其中,三元材料电池产量5.8GWh,占总产量51.6%,同比增长79.6%。

三元正极材料出货量占正极材料比重大,最高达到49.7%。从出货量情况来看,2016-2020年,中国三元正极出货量由5.4万吨上升至23.6万吨,年均复合增长率达到44.4%。其中,三元正极出货量占正极材料比重在33%以上,2020年达46.3%,占比为较高水平。

2020年国内三元材料市场占比达到61.5%。2020年三元材料市场仍以5系三元材料产品为主,占比53.1%;高镍8系和NCA产品市场占比由2019年12.7%上升到23.1%,提升10.4%;6系产品占比19.7%,同比上升1.2%。

电池使用寿命按3-5年计算,2021年我国高镍三元正极材料报废量达13.63万吨,2023年报废量达27.67万吨。

高镍三元废电池中有价和有害组分含量大(以LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2为例)

高镍型正极材料中镍的含量高,从浸出液中逐一分离镍、锰和钴容易造成镍的损失;在萃取分离镍、锰和钴的过程中会引起锂的损失,导致锂的回收率降低,金属离子回收率整体偏低。

主要研究内容


针对回收高镍型正极废料存在的问题,提出以下研究路线:

1. 开发“酸浸研究-锰钴共萃-镍锂萃取分离-沉淀回收锂-锰钴沉淀分离”工艺

高镍三元正极废料浸出液中相似元素梯级分离的优点和不足之处:

优点:分离效果好,能得到镍、钴、锰和锂的单一金属产品。

不足:分离流程较长。

针对过渡金属元素镍、钴和锰相似的物理化学性质,开展过渡金属共萃取研究。

优点:

萃取分离得到锰、钴和镍的混合溶液,可直接作为三元正极材料前驱体制备的原料液;

一步实现过渡金属和锂组分的分离,缩短有价组分提取分离的流程。

结论


高镍三元正极废料酸浸研究:通过系统探究浸出反应参数对有价金属组分浸出的影响规律,实现高镍正极废料中镍、钴、锰、锂的高效浸出。

高镍三元正极废料浸出液中相似元素梯级分离研究:开发了“锰钴共萃-镍锂萃取分离-锰钴选择性沉淀分离”工艺,实现高镍正极废料硫酸浸出液中有价元素梯级分离。

短流程镍、钴、锰共萃机理及萃取实验研究:开展过渡金属共萃取研究。系统探究了过渡金属组分共萃取反应机理,并基于此,实现了过渡金属组分共萃及其与锂的高效分离。

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