隨著新能源產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展，動力鋰離子電池的消耗日益增多，磷酸鐵鋰電池由于其適中的能量密度、良好的安全性及低成本等優(yōu)勢而具有較大的市場占有量。由于地球上的鋰儲量有限，勢必影響鋰離子電池的進一步發(fā)展。另一方面，磷酸鐵鋰動力電池巨大消耗勢必產(chǎn)生大量的廢舊電池，若能進行綜合回收利用，不僅減少了環(huán)境污染，還能再生生產(chǎn)電池原料，具有重要的意義。在迄今所開發(fā)的廢舊磷酸鐵鋰電池正極材料回收技術中，濕法回收不僅工藝簡單，還可生產(chǎn)高品質(zhì)的碳酸鋰等材料。以下介紹鋰電池相關材料的濕法消解處理方案。

電池介紹

磷酸鐵鋰電池，是指用磷酸鐵鋰作為正極材料的鋰離子電池。鋰離子電池的正極材料主要有鈷酸鋰、錳酸鋰、鎳酸鋰、三元材料、磷酸鐵鋰等。其中鈷酸鋰是目前絕大多數(shù)鋰離子電池使用的正極材料。從材料的原理上講，磷酸鐵鋰也是一種嵌入/脫嵌過程，這一原理與鈷酸鋰，錳酸鋰完全相同。磷酸鐵鋰電池屬于鋰離子二次電池，一個主要用途是用作動力電池，相對NI-MH、Ni-Cd電池有很大優(yōu)勢。磷酸鐵鋰電池充放電效率較高，倍率放電情況下充放電效率可達90%以上。而鉛酸電池約為80%。

電池應用

由于磷酸鐵鋰動力電池具有上述特點，并且生產(chǎn)出各種不同容量的電池，很快得到廣泛地應用。它主要應用領域有：

1、大型電動車輛：公交車、電動汽車、景點游覽車及混合動力車等；

2、輕型電動車：電動自行車、高爾夫球車、小型平板電瓶車、鏟車、清潔車、電動輪椅等；

3、電動工具：電鉆、電鋸、割草機等；

4、遙控汽車、船、飛機等玩具；

5、太陽能及風力發(fā)電的儲能設備；UPS及應急燈、警示燈及礦燈（安全性最好）；

6、替代照相機中3V的一次性鋰電池及9V的鎳鎘或鎳氫可充電電池（尺寸完全相同）；

7、小型醫(yī)療儀器設備及便攜式儀器等。

這里舉一個用磷酸鐵鋰動力電池替代鉛酸電池的應用實例。采用36V/10Ah（360Wh）的鉛酸電池，其重量12kg，充一次電可行走約50km，充電次數(shù)約100次，使用時間約1年。若采用磷酸鐵鋰動力電池，采用同樣的360Wh能量（12個10Ah電池串聯(lián)組成），其重量約4kg，充電一次可行走80km左右，充電次數(shù)可達1000次，使用壽命可達3～5年。雖然說磷酸鐵鋰動力電池的價格較鉛酸電池高得多，但總的經(jīng)濟效果還是采用磷酸鐵鋰動力電池更好，并且在使用上更輕便。

鋰電池正極材料測定鐵含量

試劑：濃硝酸、鹽酸：1+1體積比、高純碳酸鋰、氯化鉀（10%）、鋰標準貯存溶液（1mg/mL)

儀器：HT-250石墨加熱板

實驗步驟：

稱取試樣0.5000g置于250mL燒杯中，加少量水潤濕試樣，加入25mL鹽酸(1+1)，蓋上表面皿，放置HT-250石墨加熱板上加熱溶解，待試樣分解后，取下稍冷，加入10mL硝酸繼續(xù)加熱溶解，蒸發(fā)至體積5mL左右，取下稍冷，加入20mL水，煮沸，取下冷卻，用蒸餾水沖洗表面皿，移入250mL容量瓶中，以水稀釋至刻度，搖勻。

鎳錳鈷鋰材料測定

試劑：1:1王水

儀器：全自動石墨消解儀G8、特氟龍消解管（50ml）

實驗步驟：

稱取樣品0.2g，置于PTFE消解管中，加入1:1王水10ml，搖勻2min后支架下降至加熱模塊中，G8消解儀程序升溫至195℃，保持25min，消解管支架上升，冷卻，最后定容至50mL待測。同時做空白試樣。

鋰離子電池石墨負極材料消解

實驗儀器：A8微波消解儀

實驗試劑：鹽酸、硝酸

實驗步驟：稱取試樣0.1g(精確至0.0001g)于清洗干凈的消解罐中，加入3 mL濃硝酸和9 mL濃鹽酸，混勻。按下表微波消解程序消解，消解完成后，冷卻到室溫，過濾，定容至100 mL。同時做空白。

消解程序

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