從磷酸鐵鋰離子電池中回收和制備環(huán)境功能材料方面取得了進(jìn)展

近年來，隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、儲(chǔ)能、新能源電動(dòng)汽車等技術(shù)的快速發(fā)展，鋰離子電池的需求和產(chǎn)值也迅速上升。據(jù)國家統(tǒng)計(jì)局?jǐn)?shù)據(jù)顯示，2010年至2017年，我國累計(jì)鋰離子電池?cái)?shù)量達(dá)到444.3億塊，其中磷酸鐵鋰離子電池占比從2015年的69%上升到更大的市場(chǎng)份額。隨著充放電循環(huán)次數(shù)的新增，鋰離子電池最終將被廢棄，成為巨大的城市礦山。據(jù)估計(jì)，到2020年，我國將有250億塊鋰離子電池被丟棄，大約50萬噸。許多使用過的鋰離子電池不僅可以緩解鈷、鋰等戰(zhàn)略金屬的快速消耗，還會(huì)造成潛在的環(huán)境污染風(fēng)險(xiǎn)。鋰離子電池中鋰、鎳、鈷等貴重金屬的回收利用受到廣泛關(guān)注。為了提高有價(jià)金屬的回收率和減少固體廢物管理的風(fēng)險(xiǎn)，人們開發(fā)了各種各樣的技能。

針對(duì)大型磷酸亞鐵鋰離子電池的市場(chǎng)份額在我國,環(huán)境功能材料研究機(jī)構(gòu)我國科學(xué)院城市環(huán)境研究所開發(fā)了一種方法羥基磷酸鐵的制備磷酸亞鐵鋰離子電池的陽極片通過水熱處理恢復(fù)浪費(fèi)磷酸亞鐵鋰離子電池。磷酸鐵鋰離子電池完全放電后，含有磷酸鐵鋰的正極片可拆卸。180C水處理5小時(shí)后，正極材料與鋁箔可以有效分離。通過XRD將水熱產(chǎn)物的重要低值組分轉(zhuǎn)化為磷酸鐵羥基(FPOH)。該功能材料可吸附水中的鉛重金屬離子，并能有效催化過氧化氫降解有機(jī)污染物，如染料亞甲藍(lán)。根據(jù)吸附后的吸附動(dòng)力學(xué)、等溫線和產(chǎn)物表征，F(xiàn)POH對(duì)鉛離子的最大吸附能力為43.203mg/g，最終生成安全積累的產(chǎn)物羥基磷酸鉛。猝滅實(shí)驗(yàn)推測(cè)FPOH催化有機(jī)染料過氧化氫降解的機(jī)理是芬頓反應(yīng)生成的羥基自由基參與了降解反應(yīng)。本研究為我國鋰離子電池比例較高的磷酸鐵鋰離子電池廢料的回收供應(yīng)了一種廢物處理方法。