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锂离子电池中除了金属元素会对环境造成破坏,电池中的有机电解液、锂盐和电池隔膜等也都会对自然环境和人类身体健康会造成严重的破坏。
锂离子电池中的成分复杂,含有的元素种类较多,如果对废弃的锂离子电池处理不当,其造成的环境问题是非常严重的。
由于锂离子电池内部包含多种金属,比如钴、铜、铁、铝、锰等。如果不对废旧锂电池进行回收,就会污染环境,严重的危害人体健康。
钴酸锂应用及前景:
钴酸锂电池的应用还是比较少的,小电池用钴锂的技术很成熟,但钴锂的成本太高,很多公司用锰锂来代替,有的全是锰锂的。钴酸锂性能稳定,应用于手机等的技术为成熟,但应用的缺点就是成本高,钴是比较的性金属;另外应用于动力电池方面也有一定的难度。钴酸锂是目前成熟,也是商业化的正极材料,在短时间内,特别是在通讯电池领域还有不可取代的优势。
钴酸锂的生产方法:
钴酸锂的化学式为LiCoO2,可简称为LCO,用化学术语来说,其实就是锂和钴的复合氧化物,工业上一般是将钴的氧化物(主要是Co3O4)和碳酸锂高速分散后,采用两段式高温固相烧结得到:
四氧化三钴的熔点为895℃,碳酸锂熔点为723℃,所以工业上LCO的正式烧成温度一般在900℃以上(实际烧成工艺温度可高达1050℃),原料以熔融态进行反应,生长成5~20微米的单晶材料,涉及的化学反应如下:
原料三氧化四钴中1/3的钴是二价的Co2+,2/3的钴是三价的Co3+,而在终产物LCO中的钴全部是+3价的Co3+,所以整个LCO合成反应是耗氧的(将Co2+氧化为Co3+),通过简单的化学计量关系计算可以得知,每生产一吨的LCO,大约需要27公斤的氧气,同时排出225公斤的二氧化碳,反应前后固体物料的失重约为16.5%。因此在实际生产中,一般使用空气即可
钴粉回收、钴粉被用在石油工业的加铅裂化上,主要用做石油脱氢硫的催化剂。如美国的汽油平均含硫量从0.03%降到0.003%,钴催化剂发挥了很大作用。
随着纳米科技的发展,发现纳米钴粉对聚碳硅烷热裂解过程具有催化作用,并可降低裂解温度。钴的加入促进了热裂解过程中β-SiC 微晶的生长。
钴氧化物纳米催化剂对N2O=N2+O2分解反应有良好的催化作用,其中以Co2O3催化效果佳。Co-Mo纳米晶和金粉具有较高的析氢催化活性,其析氢过电位低于用同种方法制备的Ni-Mo 纳米晶合金复合电极
钴粉回收、超细钴粉可制成特种功能材料。例如,将它广泛用于特种模具及轴瓦和耐磨件的内衬。装甲材料通常是采用各种合金来提高其韧性和抗冲击性能,以抵御炮弹的攻击。超细钴粉经新工艺烧结后,可制成新型高强度超硬材料,用于装甲防护。还可以制成耐高温、散热、导电的防腐涂层,可广泛用于宇航、机场、码头、油库、舰船等特种场合的防护。
钴粉回收,钴粉是世界的金属,钴粉是用于超硬合金材料(如硬质合金和人造金刚石工具)的关键原料之一,其性能决定了超硬合金材料的粘结性能、强度和韧性,对超硬合金材料的使用性能至关重要
锂电一统天下的时代可能还有光明的未来,但动力和储能的兴起使得钴马上就面临着捉襟见肘的窘境。
以一辆特斯拉用的电池来说,如果全部用LCO来制造,大约只能满足8000万辆车用电池的需求,显然无论从年产量还是从未来电动汽车的容量来说,钴是难以支撑新能源产业的未来。根据相关数据统计,只有不到60%的钴会用于电池。
其次就是安全性,大容量LCO电池的安全性不容乐观,特别是在满电挤压、过热或过充电条件,LCO电池一般毫不犹豫地会以爆炸的方式体现自己的个性。LCO在爆炸方面的偏好似乎是不容妥协的,即使负极采用了高安全的钛酸锂的“钴钛”电池,其在过充和挤压下同样会发生猛烈爆炸。
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