回收废旧电池制备功能材料研究进展(3)

生物法主要是利用特定微生物或其代谢产物的物理或化学作用来处理废旧电池，从而将废旧电池中的金属物质分离浸提进入液相，然后用于合成制备功能材料。生物法中使用的微生物可以适应高浓度的金属环境[33]。

宋易男[34]通过培养氧化硫硫杆菌和噬铁钩端螺旋菌的混合菌株用于浸提废旧锌锰干电池中的金属锰、锌，而后以生物淋滤液为原料，成功制备出了锰锌铁氧体。所制备出的锰锌铁氧体对可见光的利用率明显得到了提高，在可见光条件下对亚甲基蓝的降解率可达97%以上。Gallegos 等[35]利用氧化硫硫杆菌从废旧Zn-C电池中得到了含锌和锰的溶液，用于制备合成了MnOx和ZnMnO 两种催化剂，并比较了MnOx和ZnMnO 对挥发性有机物甲苯的转化性能。由于MnOx催化剂的Mn/Zn 比率较高且没有结晶的ZnO 相，因此MnOx催化剂针对甲苯的转化率明显较高。Gallegos 等[36]利用氧化硫硫杆菌从废旧碱性锌锰电池和Zn-C 电池中回收得到了锰的氧化物用于降解VOCs。X射线衍射（XRD）、红外光谱（FTIR）和X 射线光电子能谱（XPS）表征结果表明从废旧电池中回收得到的锰的氧化物主要为Mn2O3和MnO2，之后对锰的氧化物转化庚烷的效率进行了研究，结果表明在400℃时庚烷的转化效率可以达到80%以上。

生物法很少或不排放有毒气体和化学物质，因此具有运行费用低、污染小等优点[37-38]。但由于生物法主要使用微生物，因此处理效率极易受到外界环境的干扰，且有些微生物的生长和滞留时间较长，导致生物法的推广受到了限制。

4.2 简单处理废旧电池制备功能材料

可以看出，废旧电池的传统回收处理方法处理过程繁琐，并且存在易造成二次污染的风险。对此目前一些研究简化了废旧电池的回收工艺，将废旧电池简单处理后制备成为功能材料。

Wang 等[39]通过简单的水洗工艺，有效地回收了废旧锂锰电池中的MnO2基正极材料，并将其用作催化剂进行了降解有机污染物罗丹明B 的实验研究。结果表明，在反应30min 时降解效率就高达98%以上。蒋志荣[40]将废旧碱性锌锰电池的电极材料经过简单的水洗、烘干、煅烧后用于降解聚酯（PET）。研究结果表明，以废旧碱性锌锰电池电极材料为原料所制备的催化剂，降解PET 的效率最高时能达到100%。Zhang 等[41]以废旧碱性锌锰电池正极材料和多壁碳纳米管（MWCNTs）浆料为原料，采用简单的球磨工艺制备得到了Mn3O4/碳纳米管（Mn3O4/CNT）纳米复合材料。所制备的Mn3O4/CNT 纳米复合材料对氧还原反应表现出很高的电催化活性，性能上与商业Pt/C 氧还原反应催化剂相当。Shangguan 等[42]从废旧锂离子电池正极材料中分离得到LiFePO4/C，同样采用简单的球磨工艺将其与FeS 粉末球磨混合制备出了LiFePO4/C/FeS 复合材料。研究表明，该复合材料具备优异的电化学性能，在0.2C 倍率下放电容量高达232.9mA·h/g。

简单处理废旧电池制备功能材料不仅会使操作过程变得快捷，还能节约回收废旧电池制备功能材料的成本，并且在一定程度上能够有效地避免二次污染的产生。但是目前将废旧电池简单处理制备功能材料的研究还较少，有望成为未来的发展趋势。

5 回收废旧电池制备功能材料存在的问题及发展趋势

5.1 存在的问题

（1）回收废旧电池制备功能材料的研究大多数还处于实验室研究阶段，在工业化实际应用上相对较少。

（2）目前针对回收废旧电池制备功能材料的研究大多采用传统方法处理废旧电池，而将废旧电池经过简单处理用于制备功能材料的研究还较少。

（3）回收废旧电池制备功能材料的研究大多只是针对废旧电池中的某一部分或特定的金属物质进行了回收，对于废旧电池的外壳以及隔膜等物质则弃之不用，并没有系统地将整个废旧电池进行回收再利用。

5.2 发展趋势

目前针对回收废旧电池制备功能材料的研究大多采用传统方法回收废旧电池，不仅回收工艺繁琐，而且极易造成二次污染。因此回收废旧电池制备功能材料的研究应趋向于简单处理废旧电池制备功能材料，并且要尽可能地将整个废旧电池进行回收再利用，从而减少废旧电池的回收成本以及二次污染物的产生，可以真正意义上实现对废旧电池的回收利用。

6 结语

回收废旧电池制备功能材料是一项经济、高效、节能的新技术，并且根据目前回收废旧电池制备功能材料的研究发现，回收废旧电池所制备的功能材料普遍具有良好的性能，实现了变废为宝的目的。

文章来源：《金属功能材料》 网址: http://www.jsgncl.cn/qikandaodu/2021/0122/376.html