锂离子电池具有高能量密度、命、低成本、低自放电等特点,广泛应用于便携式电子产品、电动汽车、电网级储能系统等领域。其中,作为一种典型的锂离子电池正极材料,钴酸锂由于其固有的高能量密度以及方便大规模生产等优点,在便携式电子器件中占据主导地位。而全世界每年废弃的便携式电子产品中产生的废旧锂离子电池超过10万吨,如果处理不当,将造成严重的环境危害和宝贵金属资源的浪费。
随着人们对电池能量密度需求不断增加,提升截止电压成为提高能量密度有效的策略之一。因此,如果将废旧钴酸锂回收再生为高压钴酸锂,不仅实现了金属资源的可持续利用,还可以满足高压钴酸锂正极材料的发展趋势。
钴酸锂材料由于具有较高的能量密度,被广泛应用于3c行业,但是由于其循环性能较差,一般可以循环500次左右,因此每年的报废量较大,同时在生产钴酸锂电池的过程中,存在生产废料,根据相关数据的统计结果显示,每年报废的钴酸锂材料多大上千吨。
钴和其化合物对人体有一定的毒性,在处理电解钴的过程中要注意安全措施,如佩戴防护手套和眼镜,确保通风良好。钴是一种可燃物质,应避免与可燃物接触和火源附近。 废弃物和废水中的钴化合物应根据当地的废物处理法规进行处理,以避免对环境造成污染。
钴的应用广泛,是一种重要的战略金属。随着钴消费量的日益增大,也产生了大量的钴废料。含钴废料是重要的二次资源,中国又是钴资源贫乏的国家,再生钴资源的回收利用是解决中国钴资源供给的有效途径。含钴废料种类多,主要有废高温合金、废硬质合金、废磁性合金、废可伐合金、废催化剂和废二次电池材料等。此外,炼过程中产生的钴渣也是回收的来源之一。
通过对废旧电池包的拆解利用实现钴等资源的循环再造,能够为电池正极材料生产提供原料。我国钴矿中含钴量仅有0.02%,探明的可开采量也仅有4万吨;目前60%-70%的钴用于电池生产,而我国钴严重依赖进口,如果能从退役电池中有效回收钴,将在很大程度上缓解我国稀有金属资源对外依赖度。