工程论文哪里有？本研究通过实验处理、理论建模、仿真模拟和仿真验证的方法，分析了废旧镍钴锰酸锂电池破碎颗粒在自由落体式高压静电分选设备的分选情况；通过预处理对废旧镍钴锰酸锂电池破碎产物进行热处理以提高镍钴锰酸锂颗粒与铝箔的分离效果；
第1章 绪论
1.2 废旧镍钴锰酸锂电池回收研究现状
随着新能源动力电池的大范围应用，废旧镍钴锰酸锂电池的回收亟需解决，国内外众多学者针对这一现象做了大量的研究[22]。Jiao等[23]提出了一种热驱动的废旧镍钴锰酸锂正极片的闭环回收工艺，将Li通过水浸的方式高效提取，将浸出渣与碳酸锂（Li2CO3）进行固相合成，最终将Li定向愈合成Ni-Co-Mn-O的层状结构，合成的正极材料与LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2的性能相当，实现了正极材料的闭环回收。李林林[24]采用浓度为0.25mol/L的草酸溶液对废旧镍钴锰酸锂电池的正极材料在温度为60℃下反应30min进行回收再利用，重新制备得到具有优异电化学性能的再生NCM-R，该材料与商业化NCM-S的性能相当，最终实现废旧镍钴锰酸锂电池正极材料的回收再利用。姚路[25]针对工业生产的废旧镍钴锰酸锂电池的回收，提出一种不进行提纯金属离子，直接制备更高锂离子含量的正极材料的方法，采用还原剂和有机酸的混合溶液对镍钴锰酸锂正极材料作用，并利用有机酸中羧基的溶胶凝胶络合反应，制备了新的镍钴锰酸锂正极材料和钴铁氧体，实现了废旧镍钴锰酸锂电池的回收再利用。
李泽鹏等[26]提出了一种基于共萃取和共沉淀的废旧镍钴锰酸锂正极材料回收再利用的方法，采用浓度3mol/L的盐酸作为浸出剂温度为80℃浸出60分钟后，再利用40%浓度的新葵酸（Versatic 10）作为萃取剂温度为25℃萃取6min完成，之后通过沉淀法从反萃液中得到正极材料，最后利用共沉淀法直接再生LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2。何兴等[27]针对废旧镍钴锰酸锂电池正极材料的最适宜反应条件的湿法萃取回收进行了研究，利用4mol/L的硫酸（H2SO4）和50wt%的过氧化氢（H2O2）混合溶液将破碎颗粒中的不同组分浸出，再通过去离子水调节至PH=1，再加入0.1mol的七水硫酸镍（NiSO4•7H2O）、六水硫酸钴（CoSO4•6H2O）、一水硫酸锰（MnSO4•H2O）和2mol/L的NaOH溶液将PH调至6.5反应6小时，这种湿法回收可以很大程度上减少镍、钴、锰的损失。童怡钞[28]对于废旧镍钴锰酸锂电池首次提出了火法冶金制备硫酸锂Li4SiO4吸附材料进行CO2捕集，最终制备的硫酸锂成本大幅降低，是一种废旧镍钴锰酸锂电池回收再利用的有效方式。
第3章 自由落体式高压静电分选原理与静电场仿真模拟
3.1 高压静电分选原理
高压静电分选定义为一种依靠高压电场，将带电或者极化的物体利用不同物体在分选区域所受电场力、重力、空气阻力等的受力差别，不同物体的运动轨迹不同，从而物体落点区域不同的选择性分选，是从废旧电气和电子设备中回收金属颗粒和非金属颗粒的有效方法[78]。
根据荷电原理与电场特性，静电分选设备可以分为以下几类：
（1）按物料颗粒荷电方式分：电晕起电分选机和摩擦起电分选机；
（2）按空间电场激发机制分：静电分选机、电晕分选机、电晕-静电复合分选机；
（3）按设备结构特征分：辊式、带式、滑板式等。目前，较为常用的静电分选设备为辊式和滑板式。
根据废旧镍钴锰酸锂电池破碎颗粒的特征和对高压静电分选设备分选效果的综合考虑后，对于传统普通高压静电分选设备进行创新性改造，为进一步提升最终废旧镍钴锰酸锂电池破碎颗粒的分选效率，提出自由落体式高压静电分选设备，自由落体式高压静电分选设备分选废旧镍钴锰酸锂电池破碎颗粒示意图如图3.1所示：
第4章 废旧镍钴锰酸锂电池破碎颗粒动力学研究与仿真模拟
4.1 破碎颗粒脱离接地转辊前的动力学分析
4.1.1 破碎颗粒运动模型建立
如图4.1所示为自由落体式高压静电分选设备分选示意图，破碎颗粒进入接地转辊电极上并随着相对接地转辊静止的运动，当破碎颗粒分别进入电晕电极的离子化区域时，导体颗粒会进行电晕荷电和感应荷电，得到正电荷，此时导体颗粒电性与对置静电极电性相反，导体颗粒在电场力、重力、空气阻力、离心力等力的共同作用下运动[81]。随着接地转辊的转动，导体颗粒在离子化区域达到最大荷电量，当导体颗粒水平方向速度大于接地转辊的线速度时，导体颗粒随之脱离接地转辊进入对置静电极所产生的水平电场区域，在此区域内，导体颗粒作曲线运动，最后不同导体颗粒落入不同收集槽内。导体颗粒从接地转辊电极上脱离的点称之为“脱离点”，在脱离点导体颗粒的运动学参数速度、加速度和位置分别称为“脱离点速度”、“脱离点加速度”、“脱离点位置”，导体颗粒脱离点位置与接地转辊电极轴心连线与过接地转辊电极轴心竖直方向垂线的夹角称为“脱离角”。
4.2 分选参数对破碎颗粒脱离角的影响
4.2.1 颗粒粒径对脱离角的影响
为探究带电破碎粒径对脱离角θ的影响，取固定参数电晕电极电压-20KV、对置静电极电压-50KV、电晕电极夹角30°、对置静电极倾斜角度80°、电晕电极半径3mm、接地转辊电极半径125mm、电晕电极与接地转辊电极间距20mm的参数下，对0.25mm、0.5mm、0.75mm、1mm四种粒径的带电破碎颗粒的铜颗粒及铝颗粒进行模拟计算其脱离角，铜颗粒与铝颗粒的脱离角T1与T2关系图像如图4.7所示，相同粒径的铜颗粒与铝颗粒的脱离角差值如图4.8所示。
第5章 结论
5.2 展望
针对废旧镍钴锰酸锂电池的回收应用研究是目前性能源领域的重要研究问题，且具有很重要的现实意义。本研究针对废旧镍钴锰酸锂电池的研究仍存在不足，以下方面需继续研究：
（1）针对实验室的电池处理过程中，有部分有害物质不能有效控制，例如电解液会在拆解过程中挥发，这一部分仍需要进一步优化和完善。
（2）由于实验条件的受限，本研究未能进一步利用实验进行进一步的验证，在实际的分选过程中，自由落体式高压静电设备参数与理论参数可能存在误差，需要进一步研究。
（3）本研究主要针对废旧镍钴锰酸锂电池的回收，新能源电池的种类有很多，本研究存在一些局限，可对其他种类电池进行进一步的研究，以提高自由落体式高压静电分选设备的通用性。
参考文献（略）
