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基于物理化學(xué)方法的廢舊混合動(dòng)力汽車電池模塊回收過程

混合動(dòng)力汽車可能成為近期燃料電池汽車最有發(fā)展?jié)摿Φ奶娲a(chǎn)品?；旌蟿?dòng)力汽車結(jié)合燃料驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)、電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器、能量?jī)?chǔ)備部件的最佳特性，其設(shè)計(jì)包括：內(nèi)燃機(jī)作為主要?jiǎng)恿υ矗娏Υ鎯?chǔ)系統(tǒng)作為輔助動(dòng)力源。輔助動(dòng)力源的存在使得設(shè)計(jì)者可以為巡航動(dòng)力需求指定內(nèi)燃機(jī)型號(hào)。

在不久的將來，鋰離子電池將成為混合動(dòng)力汽車或電動(dòng)汽車的新能源。處理混合電動(dòng)汽車廢舊鋰離子電池新的回收再利用方法的開發(fā)及流程優(yōu)化問題正在研究。廢舊混合動(dòng)力汽車中的廢舊鋰離子電池模塊作為陰極活性材料，對(duì)其進(jìn)行物理/化學(xué)處理以回收再利用。

對(duì)廢舊混合動(dòng)力汽車電池組進(jìn)行手動(dòng)拆解、放電、干燥、壓碎以及分類的物理處理，同時(shí)使用硫酸和H2O2（過氧化氫）作為還原劑進(jìn)行化學(xué)過濾。基于試驗(yàn)結(jié)果得到以下結(jié)論。

（1）串聯(lián)6個(gè)單位模塊（48個(gè)單元電池）的混合動(dòng)力汽車電池組通過手工拆解到單位模塊和單元電池。確認(rèn)了對(duì)于化學(xué)處理中單元電池放電、干燥、研磨和分類的特性結(jié)果。

（2）超過95%的源自陰極活性物質(zhì)的有用金屬通過研磨和分類集中在一起，其中鋁僅有2.7%被集中。65目粉末的有用金屬的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為6.7%Co、34.4% Mn、6.7% Li、29.9% Ni和0.11%Al。

（3）在最適宜的條件下（2 MolH2SO4、5%H2O2、60℃、300r/min，50g/500mL），有用金屬（鈷、鋰、鎳和錳）的浸出率超過98%，Co濃度為10.4g/L，Li濃度為12.3g/L，Ni濃度為16.1g/L，Mn濃度為14.5g/L，Al濃度為0.3g/L。

（4）使用混合氫氧化方法對(duì)混合動(dòng)力汽車電池的陰極活性材料前體中的NixCoyMnz（OH）2進(jìn)行分離/提純/回收試驗(yàn)，判斷鋰離子電池的陰極活性材料是否有回收再利用的可能性。

刊名：Research on Chemical Intermediates（英）

刊期：2014年第40期

作者：Sookyung Kim et al

編譯：王欣欣