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    鋰離子電池與鎳氫電池

    2023-11-06122次瀏覽      超創電池

    鋰離子電池

    鋰離子電池處理工藝為先將電池焚燒以除去有機物,再篩選去鐵和銅后,將殘余粉加熱并溶于酸中,用有機溶媒便可提出氧化鈷,可用作顏料、涂料的制作原料 。

    鎳氫電池

    一、失效負極合金粉的回收處理

    將失效MH/Ni電池外殼剝開,從電池芯中分選出負極片,用超聲波震蕩和其它物理方法,得到失效負極粉,再經化學處理得到處理后的負極粉,將此負極粉壓片,在非自耗真空電弧爐中反復熔煉3~4次。除去熔煉鑄錠表面的氧化層,將其破碎,混合均勻后,用ICP方法測其混合稀土、鎳、鈷、錳、鋁各元素的百分含量,根據儲氫合金元素流失的不同,以鎳元素的含量為基準,補充其它元素,再進行冶煉,得到性能優良的回收合金。

    二、失效MH/Ni電池負極合金的回收

    將失效負極粉采用化學處理的方法,利用處理液對合金表面的浸蝕,破壞合金表面的氧化物,但又要使合金中未氧化的其它元素及導電劑受到的浸蝕影響降至低。采用0 5mol·L-1的醋酸溶液,將失效合金粉在室溫下處理0.5h,再用蒸餾水洗滌、真空條件下干燥。結果看出,AB5型儲氫合金的主體結構沒有變,仍屬于CaCu5型六方結構,但負極粉中Al(OH)3和La(OH)3的雜相消失,說明這些氧化物經化學處理后,表面的氧化物幾乎被溶解掉。將化學處理后的失效負極粉與制作電池用的原合金粉以及未經化學處理的失效合金粉,做充放電性能對比,經過化學處理的失效負極粉的放電比容量比未經化學處理的失效負極粉高23mAh·g-1,說明經過化學處理以后,由于表面氧化物被大部分除去,使失效負極粉中儲氫合金的成分增加。

    XPS測試結果表明,負極粉表面鎳原子的濃度由化學處理前的6.79%升高到9.30%,這說明經過化學處理以后,合金的表面形成了具有較高電催化活性的富鎳層,這不但提高了儲氫電極的電催化活性,而且也提供了氫原子的擴散途徑,因而使電極的放電性能提高。但經過化學處理的失效負極粉與制作電池用的原合金粉相比較,放電比容量仍低90mAh·g-1,一方面可能是由于合金的氧化不只只是局限于表面,也可能會深入到合金的內部,化學處理只只是將表面的氧化物除去,顆粒內部的深層氧化并沒有被除去;另一方面可能是由于合金的粉化使比表面積增大,同時使合金與O2反應以及受電解液的腐蝕更加容易,兩方面原因共同作用導致合金的放電性能下降。所以,只只通過化學處理的方法并不能使失效負極恢復功能,還需進行熔煉處理。

    將上述經過化學處理的負極粉,于非自耗電弧爐中進行一次冶煉。將所得合金鑄錠拋光,去掉表面雜質后,分析各元素含量,結果可以看出合金中的元素含量偏離原合金,鎳含量遠大于原合金粉中的鎳含量,這是因為在制作電極的過程中加入鎳粉做導電劑,為了利用它,以它為基準,調整其它元素的含量使其符合組成為MmNi3.5Co0.7Mn0.4Al0.3的各元素的配比,進行二次冶煉。冶煉后,將得到的合金鑄錠破碎,研磨后,測其結構,為CaCu5型,沒有其它雜相生成。

    將回收的合金粉做充放電性能測試,可以看出,回收合金粉的放電容量比失效負極粉高約100mAh·g-1,與原合金粉的放電容量相比基本相同,并且回收合金粉的放電平臺壓比原合金粉的放電平臺壓高約20mV左右,這可能是由于合金回收的過程中經過數次熔煉,使合金的成分和微觀結構得到了緩和的原因。

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