锂离子电池回收

锂离子 (Li-ion) 电池的回收包括收集废旧电池并进行分类，放电以确保安全，然后拆解电池以分离组件。压碎、粉碎电池，然后对所得材料进行筛分、分类，以分离出有价值的元素。 

粉碎和筛分过程中产生的细粉状物质被称为“黑质”。黑质含有锂、钴、镍和锰等贵重金属。通过湿法冶金（包括浸出、溶剂萃取和沉淀）或火法冶金（包括冶炼和精炼）进一步对这些黑质加工，以回收其中的金属。 

更高效的回收技术往往是将火法冶金和湿法冶金结合运用。回收的金属随后重新用于生产新电池的电极材料。

然而，黑质的回收利用可能颇具挑战性，部分原因是锂离子电池并非完全相同。具体来说，锂离子电池中主要有两种化学成分：NMC（镍、锰、钴）和 LMFP（磷酸锰铁锂）。在 NMC 中有 NCM111、NMC622、NMC811 等变体，其中数字表示每种元素的相对原子百分比。同样，LMFP 中的锰含量也可能不稳定。由于其化学物质的差异性，因此在黑质进入回收流程之前，必须对其进行适当的表征和分级。

化学物质的差异性意味着在锂离子电池回收中，通常只能对所输入的电池类型进行有限的控制。结果是，任何电池回收处理过程都必须评估所输入电池的化学物质和晶相。我们基于X射线和中子的解决方案提供了化学成分和晶相分析功能，可以在这一过程中助您一臂之力。 

此外，您还可以使用我们基于实验室的在线XRF解决方案，评估湿法冶金浸出工艺的效率，该方案还包括对其中杂质的分析。此外，我们的粒度分析仪还可用于确定从黑质到成品的整个回收过程中的粒度。

对于提取的黑质元素成分，可使用我们的 CNA 交叉带分析仪进行在线分析，或使用我们的 XRF X射线荧光光谱分析仪统进行离线分析。 

在线交叉带元素分析：回收电池化学物质的差异性，意味着提取的黑质是一种非均质材料，因此实验室对少量样本的分析不能代表大部分材料的情况。在线交叉带分析仪可以分析工业规模提取的黑质，提供整个材料的平均成分分析。我们的 CNA Pentos 交叉带分析仪基于脉冲快热中子活化 (PFTNA) 可切换中子技术，可直接批量测量即将提取出的黑质中镍、钴、锰、铁、磷等所有关键元素。 

CNA 可对传送带上的大批材料进行高频在线元素分析。由于是在传送带上对材料进行实时测量，故无需取样。其结构紧凑、坚固耐用，完全置于传送带之下 - 传送带负荷的变化和提取的黑质中常见的粒度大小不会影响系统性能。此关键设计功能有助于提供稳定性和代表性，从而实现高效过程控制。

X 射线荧光 (XRF) 是另一种可用于在实验室或接近过程中分析黑色物质的技术。 X 射线荧光 (XRF) 可快速准确地高精度分析废旧电池的元素成分，为电池回收过程提供显着支持。其高精度使回收商能够识别和量化锂、钴、镍和锰等有价值的材料，从而优化回收过程。它还可以监控回收材料的质量，确保它们符合再利用的规格。此外，XRF 还可检测有害元素，促进安全处理和处置。 

对于主要元素，XRF 提供了比 ICP 更简单、更准确的元素成分测量方法，因为它不需要任何样品稀释或酸消解。 

许多领先的电池公司使用我们的台式 Epsilon 4 EDXRF 或 Zetium WDXRF 光谱仪来分析其回收材料。我们还推出了 Revontium 系列高性能 EDXRF，可以高精度地分析黑色物质中的元素和杂质。

XRF分析准确与否取决于校准标准液的质量。Malvern Panalytical 已开发出受内部认证的校准标准液，与 Eagon 2 或 FORJ 样品熔融系统配合使用，可为精确定量元素分析提供理想方案。 

图 1（右）：使用我们的 NCM 参考标准，以及我们的 Epsilon 4 XRF光谱仪测量出的镍典型校准曲线。 

对热液提取中浸出液的元素组成进行分析，可提供有关金属提取效率的宝贵信息。这可以通过我们的 Xflow 系列 XRF分析仪进行分析。 

利用 Epsilon Xflow 进行在线液体分析，可以快速、准确地控制过程参数。 

Epsilon Xflow 可提供实时数据洞察，让您能够更有效地管理生产工艺并降低运营成本。

电池回收预处理过程也可能受到电池材料晶相的影响。对于晶相分析，X射线衍射 (XRD) 是首选技术。我们的紧凑型 Aeris X射线衍射仪易于使用，且数据质量卓越，可用于准确分析黑质和回收电池材料的晶相构成。 

图 2：使用我们的 Aeris 衍射仪进行典型黑质晶相 XRD 分析。

在电池回收的整个价值链中，从黑质到成品材料，粒度与粒形都发挥着重要作用。为了在热液提取过程中有效地浸出金属，需要将黑质研磨到一定的粒度。 

许多回收公司生产电池前驱体或电极材料作为其最终产品，其中粒度与粒形是关键的质量参数。