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第五代废电池回收技术
第五代废电池回收技术包括废铅酸电池、废锂离子电池、废燃料电池等废电池的污染防治、清洁资源化、先进制造技术。
一、项目分类
关键核心技术突破
二、成果简介
第五代废电池回收技术包括废铅酸电池、废锂离子电池、废燃料电池等废电池的污染防治、清洁资源化、先进制造技术。各种废电池含有重要的战略资源，而目前废电池回收市场缺口巨大，比如我国每年废铅酸电池500万吨左右，而实际循环220万吨左右；随着新能源汽车保有量的快速增长，锂离子电池理论回收量达到47.8万吨，但是实际可统计的真实回收量仅为19.6万吨，占比仅为41%；新兴的钠离子电池和燃料电池等暂时只有华中科技大学具备可产业化的再生技术。虽然电池在使用过程中不会产生有毒有害的物质，但如果不能对废电池进行正确、有效地处理，将会给环境带来极大污染风险隐患和资源浪费。对各种废电池加以回收再生，不仅可以消除废电池带来的各种危害，还能通过资源循环和高端制造产生新的经济增长点。
华中科技大学
2022-07-26
失效锂离子电池全组份绿色回收技术
我国的动力电池即将进入大规模的报废期，失效锂离子电池安全处置与循环利用对于解决资源短缺以及保护环境均至关重要。本团队针对当前失效锂电池再利用过程中亟待解决的关键问题展开研究，开发了具有自主知识产权的无需物理分选绿色回收失效锂电池全组份的集成技术。集成技术包括失效动力电池中电解液及有机组份高效脱除与产品化利用技术、有价组元的高效回收与高值化再利用技术、石墨负极废料深度净化与性能修复技术、失效磷酸铁锂电池经济制备磷酸铁锂正极材料技术。
通过该技术，失效锂电池中有机组份脱除率大于 95%，其中氟以化学品形式回收，综合回收率大于 90%，有机组份无害化处置率 100%；以全电池计，对于钴酸锂或三元电池，有价金属镍、钴、锰、铜的综合回收率大于 98%，锂的综合回收率大于 95%，对于磷酸铁锂电池，再生磷酸铁锂材料 1C 放电比容量大于140 mAh/g，生产成本低于国内磷酸铁锂主流工艺的生产成本；再生石墨纯度大于 99.5%，性能满足电池级石墨要求。
北京科技大学
2021-04-13
废铅酸蓄电池湿法短流程回收制备性能铅炭电池技术
一、项目分类
关键核心技术突破
二、成果简介
据联合国环境规划署报道，全球每年产生约5000万吨的电子废弃物，超过70%的电子废弃物产生于中国，电子废弃物的有效处理及处置已成为全球关注的热点。作为典型的电子废弃物，截止2018年，铅酸蓄电池仍占全部二次电池的55%，拥有最大市场份额。
目前，国内外广泛采用火法冶炼的废铅膏回收再生工艺，温度高达1000 oC以上，产生大量挥发性铅尘和SOx，传统火法再生铅引发的“血铅”等环境污染风险受到广泛关注。考虑到电子废弃物具有资源性和污染性的双重特性，如何实现电子废弃物的清洁回收是本领域的难点。
本技术研发了废铅酸蓄电池铅膏有机酸短流程回收方法及柠檬酸铅两段法焙烧制备新型铅粉方法，进而制备出高性能的铅炭电池，实现含铅组分的高效清洁回收。铅炭电池由于具有电容效应，有望解决传统铅酸蓄电池比能量密度低的不足。
华中科技大学
2022-07-26
废铅酸蓄电池湿法短流程回收制备高性能铅炭电池技术
【技术背景】
据联合国环境规划署报道，全球每年产生约5000万吨的电子废弃物，超过70%的电子废弃物产生于中国，电子废弃物的有效处理及处置已成为全球关注的热点。作为典型的电子废弃物，截止2018年，铅酸蓄电池仍占全部二次电池的55%，拥有最大市场份额。
目前，国内外广泛采用火法冶炼的废铅膏回收再生工艺，温度高达1000°C以上，产生大量挥发性铅尘和SOx，传统火法再生铅引发的“血铅”等环境污染风险受到广泛关注。考虑到电子废弃物具有资源性和污染性的双重特性，如何实现电子废弃物的清洁回收是本领域的难点。
【痛点问题】
1、废铅酸蓄电池铅膏组分复杂，如何实现微量杂质元素（尤其是Fe和Ba元素）与目标Pb元素在回收过程中高效分离是湿法回收的技术挑战；
2、传统铅酸蓄电池存在着活性物质利用率低、能量密度低、循环寿命短等亟待解决的瓶颈问题。
【解决方案】
本技术研发了废铅酸蓄电池铅膏有机酸短流程回收方法及柠檬酸铅两段法焙烧制备新型铅粉方法，进而制备出高性能的铅炭电池，实现含铅组分的高效清洁回收。铅炭电池由于具有电容效应，有望解决传统铅酸蓄电池比能量密度低的不足。
华中科技大学
2021-09-17
一种回收再利用废铅酸电池铅膏的方法
本发明公开了一种回收再利用废铅酸电池铅膏的方法，包括以下步骤：(1)以废铅酸电池中的铅膏为原料，将该铅膏在真空条件下进行预处理；然后，将预处理后的铅膏与氯化试剂混合得到反应物，将该反应物在真空环境下加热进行氯化挥发反应，使得预处理后铅膏中的铅元素与氯化试剂中的氯元素结合形成氯化铅并挥发；反应结束后即得到氯化残渣、以及挥发后冷凝结晶的氯化铅粗产物；(2)将步骤(1)得到的氯化铅粗产物在真空环境下进行纯化，得到氯化铅精产物。本发明通过对该回收方法的整体工艺流程及各个步骤的参数、条件等进行改进，与现有技术
华中科技大学
2021-04-14
在新能源动力电池回收领域的应用研究
相关成果在英国皇家化学学会期刊《Green Chemistry》发表题为“A novel method for screening deep eutectic solvent to recycle the cathode of Li-ion batteries”的底封面文章。随着锂离子电池在移动电子、储能、运输等领域需求的快速持续增长，锂离子电池在 3-6 年内会逐步退役并产生大量的固体废弃物，但落后的废旧锂离子电池回收模式造成了严重的资源浪费。团队基于电化学原理提出了一种新型快速、简单、准确筛选低共熔溶剂（DES）还原能力的方法。经筛选后发现了一种具有较强还原能力的 DES，该结果与密度泛函理论 Fukui 函数计算结果一致。采用该 DES 可大幅降低反应温度和缩短反应时间。经研究发现：1. DES 选择性提取有价金属过程与传统湿法过程不同，主要受电子扩散和溶剂扩散控制。DES 提取过程的反应表观活化能远高于酸法和氨法回收方法，解释了在 DES 提取过程通常需要较高温度。2. 钴离子在负载 DES 中主要以六配位的八面体结构 Co(urea)2Cl2 存在。3. 负载 DES，经“稀释-沉淀-煅烧”简单工艺可得到立方尖晶石型四氧化三钴。 环境学院博士后研究员王树宾博士为第一作者，张作泰教授为通讯作者，材料系卢周广教授及工学院院长徐政和院士为合著作者。该工作得到国家自然科学基金、深圳科学技术创新委员会、广东省高校珠江学者岗位计划等项目的支持。
南方科技大学
2021-04-13
镍氢二次电池负极残片中合金粉的回收及再生
采用超声波或机械方法将镍氢电池负极残片中的储氢合金粉和导电剂从电极基片上剥离，经过一系列的处理后，得到了性能与原合金粉完全一致的回收粉，回收粉的成本是原合金粉的30%。同时对失效镍氢电池负极合金粉采用化学方法去除表面氧化层，经真空电弧炉熔炼除渣后，根据合金元素的分析结果，经补充必要的元素，再进行一次真空熔炼，即得到性能与原合金粉相同的再生合金粉，其成本是原合金粉的40%。该技术生产工艺简单、合金元素得到了充分的利用，成本低廉、无环境污染。经查新，国内外尚无先例，具有明显的创新性，属于国际先进水平。
南开大学
2021-04-10
高效VOCs回收系统
成果简介：高效低成本VOCs回收系统主要用于石油化工等领域的有机气体资源化回收治理。该系统分别采用了涡轮膨胀制冷技术和微通道深冷换热技术。涡轮膨胀制冷技术制冷温度低且效率高；微通道深冷技术能够显著提高换热效率，在压力仅降升高2~3倍的情况下，将Nu数提高6~8倍，回收率可达到99%以上，排放低于120mg/m3，同时可以降低系统能耗30%以上。与传统的回
南京工业大学
2021-01-12
稀醋酸回收技术
在化工生产过程中会有大量的低浓度的醋酸水溶液产生，由于醋酸与水相对挥发度较小，因此要从低浓度的醋酸水溶液中回收醋酸必须采用较高的精馏塔设备，而且能耗很大。本技术可以实现对低浓度醋酸水溶液的回收，通过针对不同的低浓度醋酸水溶液体系，可分别采用恒沸精馏、萃取、反应精馏等回收方案，最终既可以减少环境污染，又可以创造可观的经济价值。
年处理10000吨低浓度醋酸，设备投资约150万。主要设备包括：萃取塔、脱水塔、精制塔、贮罐等。
华东理工大学
2021-04-13
废弃锂电池中稀有金属的高值化回收关键技术及推广应用
针对含战略资源固废处理现有方法存在难以回收、难以实现高纯化和低成本无害化等技术瓶颈，以固废减量化和战略金属高值化回收为目标，从浸出的可控性、分离的匹配性和纯化的选择性三个方面开展系统研究和技术创新，突破了5项技术瓶颈，研制了3套新装备，形成适宜钨渣、稀土尾渣和废弃电池中金属资源化的3套技术体系，解决了我国复杂固废中战略金属的选择性和高值化回收技术难题。2016 年 8 月通过了中国有色金属工业协会组织的科技成果评价，以柴立元教授任组长的专家组认为：“项目成功开发了废弃锂
南昌航空大学
2021-04-14