本文摘要：摘 要 隨著儲能市場的快速發(fā)展，鋰離子電池供求量不斷攀升，廢舊電池數(shù)量也隨之大幅增長。廢棄電池的不當(dāng)處置將危及人類健康、阻礙環(huán)境和資源的可持續(xù)發(fā)展，而對其進(jìn)行資源化回收再利用，尤其是回收其中具有高附加值的正極材料，有利于實現(xiàn)社會、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境
摘 要 隨著儲能市場的快速發(fā)展，鋰離子電池供求量不斷攀升，廢舊電池數(shù)量也隨之大幅增長。廢棄電池的不當(dāng)處置將危及人類健康、阻礙環(huán)境和資源的可持續(xù)發(fā)展，而對其進(jìn)行資源化回收再利用，尤其是回收其中具有高附加值的正極材料，有利于實現(xiàn)社會、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境等層面的多重效益。對比總結(jié)了廢舊鋰電正極材料傳統(tǒng)回收利用工藝的現(xiàn)狀和問題，梳理了新興微波輔助技術(shù)在材料回收及資源化利用過程中的應(yīng)用和研究進(jìn)展。微波技術(shù)由于其獨特的加熱機(jī)制在優(yōu)化雜質(zhì)降解、強(qiáng)化碳熱還原、提升浸出效率、再生材料等諸多方面體現(xiàn)出顯著優(yōu)勢和發(fā)展?jié)摿��；趯嶋H問題和數(shù)值模擬總結(jié)了微波處理技術(shù)的局限性，并提出了改進(jìn)策略，以期對鋰電回收體系的改良和發(fā)展提供參考。
關(guān)鍵詞 鋰離子電池;正極材料;廢物處理;回收;再生;微波
全球能源危機(jī)和環(huán)境污染的加劇使得儲能技術(shù)的發(fā)展受到了相當(dāng)大的關(guān)注[1]。鋰離子電池(lithium-ion battery, LIB)作為具潛力和競爭力的儲能技術(shù)之一，以其能量密度高、自放電率低、無記憶效應(yīng)、應(yīng)用溫度范圍廣和環(huán)境友好等諸多優(yōu)點[2]，被廣泛應(yīng)用于通信(3C便攜電子設(shè)備[3]、5G基站[4])、交通(動力/混動車[5])、軍事(無人機(jī)[6])、醫(yī)療(植入器官[7])和大型儲能領(lǐng)域(清潔能源電網(wǎng)系統(tǒng)[8])等。
電池能源論文：鋰電池儲能艙運(yùn)行狀態(tài)信息采集系統(tǒng)研究
隨著鋰離子電池應(yīng)用范圍擴(kuò)大，社會供求量逐年急速增長[9]。2019年，鋰離子電池的全球出貨量約達(dá)163 GW·h[10]，隨著鋰離子電池在各領(lǐng)域應(yīng)用規(guī)模的進(jìn)一步擴(kuò)大，市場需求將持續(xù)上升，預(yù)計2025年全球產(chǎn)量將超過439 GW·h[11]。同時，據(jù)鋰離子電池的壽命(動力車5~8 a，3C設(shè)備2~3 a)預(yù)測，至2020年我國將產(chǎn)生約5.0×108kg的廢舊鋰離子電池。由于先進(jìn)能源材料的開發(fā)和儲能硬件的更新?lián)Q代，而產(chǎn)生的大量廢舊電池又將帶來新的問題和挑戰(zhàn)。資源性與危險性并存是鋰離子電池的典型特征。盡管鋰離子電池不含Hg、Cd、Pb等毒害性較大的重金屬元素，然而也并非絕對的無污染，破損電池中電解液會在空氣中蒸發(fā)形成含水分的HF氣體。
不像鉛酸電池已經(jīng)形成完善的回收模式，事實上，95%的廢鋰離子電池由于回收難度和成本問題沒有得到妥善處置，若這些大量廢舊電池不被合理處置，會嚴(yán)重浪費(fèi)寶貴資源，也會對人群健康、環(huán)境帶來重大風(fēng)險[12-13]。此外，鋰離子電池的初次生產(chǎn)[14-16]和原材料的加工過程[17]對環(huán)境亦有破壞性影響，如鋰元素的開采需要大量礦砂、礦藏或含礦物鹵水。相比于初次生產(chǎn)，開采1 t原料需要開采近250 t礦砂，而再生產(chǎn)僅需回收約28 t廢舊電池[14-16,18]。廢鋰離子電池不僅含有鋰元素，還含有大量價值材料，尤其是正極部分被認(rèn)為是鋰電體系中最具經(jīng)濟(jì)價值的部分[19-20]。正極材料主要是一元或多元含鋰的活性物質(zhì)[21]，所含的Li、Co、Ni和Mn等價值金屬元素遠(yuǎn)高于一般礦砂[22]。
而作為集流體的銅箔、鋁箔也極具回收價值。因此，鋰離子電池的綠色資源化回收與高效再利用對環(huán)境保護(hù)、人類健康、經(jīng)濟(jì)和資源保護(hù)都有重要意義。近年來，研究人員在開發(fā)高性能鋰離子電池電極材料方面作出了巨大努力。然而，目前商用鋰離子電池以及下一代可充電電池的可持續(xù)性問題卻并沒有得到高度的重視，而且尚缺乏正極材料綠色高效資源化回收再利用技術(shù)的系統(tǒng)總結(jié)。ZHANG等[23-24]總結(jié)了鋰電池的主流回收工藝，即濕法冶金工藝，介紹了工藝方法、生命周期評價及金屬分離層次等方面的內(nèi)容。HUANG等[25]對該工藝后續(xù)的電池再制造進(jìn)行了歸納。KIM等[26]對韓國廢電池的處理及其材料的流動進(jìn)行了分析。
BOXALL等[27]對澳大利亞在鋰電回收方面的創(chuàng)新潛力進(jìn)行了評價。ZENG等[28]對廢舊鋰電池回收利用的現(xiàn)狀和問題進(jìn)行了簡單概括，但尚未形成完善的體系并缺少對資源化回收過程中能耗、環(huán)境影響的評估。目前，對于正極材料資源化回收再利用的綜述，仍局限于對于傳統(tǒng)主流方法的總結(jié)，而忽略了對先進(jìn)技術(shù)的探索與引進(jìn)。傳統(tǒng)主流工藝盡管較為成熟，但其繁瑣低效、耗能耗材及不可避免的二次污染問題，是推進(jìn)高效回收工作的瓶頸，也是制約廢舊鋰離子電池回收產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的重要因素。
本文從實驗室基礎(chǔ)研究到工業(yè)應(yīng)用的視角，梳理了廢舊鋰離子電池的正極材料資源化回收再利用的研究現(xiàn)狀及問題，著重分析了以微波熱處理為核心的先進(jìn)便捷技術(shù)在回收過程中的應(yīng)用及優(yōu)勢，通過能耗、效率、經(jīng)濟(jì)性、功能性和環(huán)境影響等諸多方面比較，總結(jié)了微波熱處理技術(shù)在優(yōu)化雜質(zhì)降解、強(qiáng)化碳熱還原、提升浸出效率、再生材料過程中的顯著優(yōu)勢和發(fā)展?jié)摿�，旨在為鋰離子電池正極材料回收處理行業(yè)的未來發(fā)展以及3R[21]和4H[11]綠色高效的能源材料回收體系的構(gòu)建提供參考。
1微波熱處理技術(shù)中微波與物質(zhì)間的作用機(jī)理
近年來，微波熱技術(shù)因其先進(jìn)便捷的特點在快速加熱領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。除了食品[29]、醫(yī)療[30]、農(nóng)林業(yè)[31]、生物質(zhì)[32-33]等行業(yè)，還被廣泛應(yīng)用于電子廢物處理領(lǐng)域[34]。微波加熱的眾多特點使其在廢舊鋰離子電池高效資源化回收過程中具備較好的應(yīng)用前景。微波與材料之間的交互作用是微波熱處理的一大特點[35-37]。微波電磁場對極性分子的作用使微波能在處理過程中被介電材料吸收。
交變磁場使雜亂的極性分子趨于定向排列，導(dǎo)致其頻繁地進(jìn)行平移和轉(zhuǎn)向的分子運(yùn)動，引起的分子間摩擦損失會將電磁能量轉(zhuǎn)換為熱量;同時，交互過程中還伴隨著弱分子間鍵斷裂和新鍵生成的熱效應(yīng)[32]，這是微波加熱的機(jī)理。不同于傳統(tǒng)模式，微波加熱可以輻射并穿透材料，整體上產(chǎn)生相對均勻的溫度分布。而傳統(tǒng)加熱模式則是從表面?zhèn)鳠岬絻?nèi)部，即所謂表面?zhèn)鳠�。這種方式下，材料表面的溫度比起內(nèi)部會高很多。因此，微波熱處理被認(rèn)為是傳統(tǒng)電加熱處理的一種更為先進(jìn)的高效節(jié)能替代技術(shù)[35]。
1.1微波與碳質(zhì)的交互作用
具有適當(dāng)值和較高值(即高tanδ值)的材料被認(rèn)為是良好的微波受體。通常，回收獲得的正極材料含有碳質(zhì)、含Li的金屬氧化物或鹽、附著的有機(jī)質(zhì)及載體鋁箔，他們均是影響微波加熱/熱解的重要物質(zhì)。目前文獻(xiàn)中提及的鋰電相關(guān)材料在2.45 GHz微波場下的吸波性能歸納在其中。其中，碳質(zhì)是理想的微波吸收劑，能夠有效耦合微波作用[38]。而金屬氧化物或鹽和附著有機(jī)物是對微波的吸收相對較弱，鋁箔則在一定程度上反射微波。
碳材料(如木碳、碳黑和活性碳)的介電損耗角正切范圍為0.1~0.8，比常見“微波良好受體”蒸餾水(約為0.1)的吸波能力更好。微波加熱與碳材料組合已在一些材料的熱處理中得到應(yīng)用[46-49]。一般而言，這些材料吸波能力相對較差，不是被微波穿透，就是介電性能不理想，故需要通過與具有高吸波性的材料(碳材料[48-49]或金屬氧化物[38,47])摻雜，以便實現(xiàn)更高溫度的廣泛熱解。
相比于金屬氧化物，由于碳材料的成本低且易獲得，通常被用來作為吸波介質(zhì)[46]。而正極材料自身既具備金屬氧化物，又含有碳質(zhì)，因此，在回收過程中應(yīng)用微波加熱/熱解處理是非常有效的[38]。機(jī)理研究表明，微波與碳質(zhì)的交互作用既可通過偶極再取向和離子傳導(dǎo)機(jī)制[50]發(fā)生，也可通過麥克斯韋-瓦格納極化和傳導(dǎo)組合機(jī)制[46]發(fā)生。
后者情況下，碳質(zhì)相內(nèi)會出現(xiàn)隨微波場流動的電流，即碳材料中的π電子(可自由地在有限區(qū)域內(nèi)移動的帶電粒子)從其平衡位置發(fā)生位移，導(dǎo)致電介質(zhì)極化[51]。MENENDEZ等[46]提出微波加熱下碳材料相內(nèi)電子位移機(jī)理，并證明在碳材料的微波加熱過程中還可能會發(fā)生額外的電離現(xiàn)象[46,51]。在某些情況下，一些π電子的動能增加可使相鄰π電子從碳材料上“跳”出來，造成周圍氣氛的電離[46]。這種現(xiàn)象在宏觀水平被認(rèn)為是火花或電弧，在微觀水平則被認(rèn)為是熱點或等離子體。熱點或等離子體現(xiàn)象可能會在摻雜了碳的微波加熱過程中產(chǎn)生額外熱效果。熱點效應(yīng)既帶來了加速局部升溫的優(yōu)點，又存在加熱不均而產(chǎn)生局部燒結(jié)現(xiàn)象的風(fēng)險，為此，一些學(xué)者對微波處理碳及碳升溫進(jìn)行了數(shù)值模擬[42]。
1.2微波與金屬的交互作用
微波和金屬的交互作用又是另一種有意義的現(xiàn)象。一般情況下，作為導(dǎo)體的金屬會產(chǎn)生電磁屏蔽現(xiàn)象[52]，故被金屬包裹的材料因接受不到電磁波而不能被加熱，或是加熱效率大大降低。但由于正極材料的活性物質(zhì)包覆在鋁箔外表面上，因此，這種現(xiàn)象并不明顯[53]。事實上，金屬在交變電磁場的作用下還會產(chǎn)生渦流，從而產(chǎn)生大量熱量。但當(dāng)金屬被破碎或表面被粗糙處理而產(chǎn)生尖銳邊緣、尖端或微觀不規(guī)則結(jié)構(gòu)后，再通過微波輻射會發(fā)生獨特的放電現(xiàn)象[52]，產(chǎn)生高溫?zé)狳c(最高可達(dá)3 000 ℃[54])。同時，伴隨高密度等離子體的釋放[52]，其中包含的大量高能電子和活性基團(tuán)會通過互相碰撞產(chǎn)生活性自由基，而這些高能粒子會影響化學(xué)反應(yīng)過程和產(chǎn)物組分。
2微波對正極材料的預(yù)處理與脫箔解離
為實現(xiàn)正極材料的初步分離和金屬箔粗選，需進(jìn)行回收預(yù)處理[56-57]。在工業(yè)預(yù)處理中，通常會對完全放電的廢電池進(jìn)行批量機(jī)械破碎，并利用諸如粒徑、密度、磁性和疏水性等特性進(jìn)行物理分離，初步獲得粗細(xì)不同的組分。其中，粗組分為聚合物塑料、金屬外殼和箔，通過磁選工藝可去除金屬外殼，通過密度分離工藝可分離塑料和金屬箔;細(xì)組份主要是“黑色活性物質(zhì)”——正極涂層的活性物質(zhì)和碳質(zhì)，可通過泡沫浮選利用其疏水性將碳質(zhì)從親水金屬氧化物中分離。
但由于物理分離的機(jī)械分選法[58]無法消除正極材料“黑色活性物質(zhì)”中的聚合含氟黏性劑(PVDF、PTFE)，故無法完全分離這些組分。此類黏性劑用于將正極活性物質(zhì)、導(dǎo)電劑和有機(jī)溶劑等混合黏性在集流體鋁箔上，使它們之間具有較強(qiáng)黏性。然而，在預(yù)處理時，這些組分難以分離且降解時具有毒氣污染。目前，雖然制造商們已意識到此問題，生產(chǎn)中正將正極黏性劑由含氟黏性劑替代為黏性劑(如水溶性羧甲基纖維素CMC和丁苯橡膠SBR)，研究中也轉(zhuǎn)向水基、纖維素基、木質(zhì)素基正極黏性劑的研究[21]。而預(yù)處理中黏性劑的去除仍是回收正極材料的純化和完全分離價值組分的關(guān)鍵和首要難點。
2.1黏結(jié)劑的降解工藝
為了在預(yù)處理中消除聚合黏性劑，釋放活性物質(zhì)和碳，完全分離出價值組分，通常采用溶劑溶解法[59-60]、NaOH溶解法[61]、超聲輔助濕法[58]和熱處理法[62-63]等方法進(jìn)一步脫箔解離。
其中，溶劑溶解法[59-60]基于黏性劑的極性，采用同樣具有極性的有機(jī)溶劑(如NMP和DMF)進(jìn)行溶解實現(xiàn)分離;NaOH溶解法[61]則是利用鋁箔的堿溶性，將不溶于堿液的正極活性物質(zhì)與之分離，但該法導(dǎo)致鋁回收困難，堿廢水排放污染，弊端突出。超聲處理[58]可結(jié)合上述溶劑，或使用中性洗滌劑或清水等減小污染源，通過外加能量減小兩者之間的黏結(jié)力，誘導(dǎo)更快分層，但效率提升不理想。由于破碎后的顆粒尺寸和分離程度對后續(xù)回收再生有重要影響。上述濕法預(yù)處理得到的粗細(xì)組分易產(chǎn)生混凝，在后續(xù)處理中增加了活性物質(zhì)流失可能性。此外，還有共性的廢液污染問題，故在綠色回收體系中應(yīng)盡避免大規(guī)模使用酸堿試劑。
3微波在金屬分離與資源化回收中的應(yīng)用
正極材料的資源化回收包括活性物質(zhì)的直接回收和金屬或其氧化物的分離回收。對于生產(chǎn)不合格而非使用后廢棄的電池，正極活性物質(zhì)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)沒有改變，可脫箔解離后直接回收再加以修復(fù)[67]。而對于有使用損耗的正極材料，通常通過分離、提純金屬進(jìn)行冶金處置。工業(yè)和實驗室的冶金工藝有熱(火)法、濕法、生物法這3類。
由于熱法冶金具有能耗高、金屬回收率低、廢氣煙塵污染嚴(yán)重等問題，而濕法冶金具有回收周期過長、試劑消耗量大、廢水污染等問題。目前，工業(yè)上通常采用濕法-熱法聯(lián)合冶金工藝，將常用作預(yù)處理的熱法冶金與傳統(tǒng)的濕法冶金相配合，在處理現(xiàn)有問題上是行之有效的[68]。作為一種新型的熱解手段，微波技術(shù)輔助熱法或濕法冶金技術(shù)在節(jié)能省時、高效可控方面優(yōu)于傳統(tǒng)工藝。其特殊的熱作用機(jī)制在冶金應(yīng)用中具有很大的發(fā)展?jié)摿�，特別是對于熱法冶金，采用微波處理技術(shù)加以輔助優(yōu)化，可加強(qiáng)熱效應(yīng)和碳熱還原機(jī)制，有效調(diào)控金屬分離過程，從而為正極材料金屬分離與資源化回收的高效規(guī)�；瘧�(yīng)用帶來可能。
3.1微波加熱對正極材料的碳熱還原
傳統(tǒng)熱法冶金技術(shù)盡管存在環(huán)境污染、高能耗成本以及金屬回收率和種類有限等不足，但這是提取高價值過渡金屬(如Co和Ni)的常用工藝。通常，傳統(tǒng)熱法是在高溫下將正極活性物質(zhì)還原為Li、Co、Mn、Ni等過渡金屬單質(zhì)或其簡單氧化物的合金形式。
但由于熱傳遞經(jīng)歷了從表面到內(nèi)部的過程，還原反應(yīng)過程首先發(fā)生在活性物質(zhì)的固相表面，還原產(chǎn)物隨之包覆其表面從而阻礙反應(yīng)進(jìn)一步發(fā)生，導(dǎo)致反應(yīng)時間過長，金屬還原不充分，不利于后續(xù)的浸出過程。然而，微波技術(shù)的加熱特點卻可以有效解決該問題，并且在加熱過程中，由于其容積加熱和選擇性加熱的特性，還原反應(yīng)速度更快，明顯降低能耗和污染[85-86]。更重要的是，微波加熱可以有效改善材料不同部分溫度不均衡加熱的問題，保證了還原反應(yīng)的充分性。
利用微波熱處理技術(shù)可有效強(qiáng)化碳熱還原過程，從而提升還原金屬的效果。目前，微波強(qiáng)化碳熱還原對金屬分離效果的提升已經(jīng)在從紅土鎳礦中提取金屬Ni和Co的相關(guān)研究中得到證實[87-91]。通常，碳材料(如石墨、活性碳、焦碳等)是非常理想的活性微波吸收材料[92]。碳材料在微波場中會產(chǎn)生較好的熱效應(yīng)，催化碳熱還原反應(yīng)，為冶金過程提供所需熱量，且碳質(zhì)材料又恰好就存在于電極材料中，耦合微波輻射作用可以迅速提高反應(yīng)溫度，實現(xiàn)便捷有效的金屬分離。熱力學(xué)研究表明，正極材料粉末可以在碳質(zhì)存在的情況下被碳熱還原為金屬單質(zhì)或簡單金屬氧化物的形式[93]。
4微波對正極材料再生與循環(huán)利用的促進(jìn)
正確認(rèn)識正極材料衰減的原因，對正極材料的資源化再生和循環(huán)利用工藝的探索和優(yōu)化具有指導(dǎo)意義。鋰離子電池老化報廢的原因主要是電池容量的衰減，即氧化作用導(dǎo)致的電池內(nèi)阻的增加[127-130]。而正極材料與電池容量衰減之間具有著密切的關(guān)系。具體針對正極材料的衰減而言，主要原因有2點：1)鋰的流失，即正極材料中的鋰隨著電池的循環(huán)無法完全回到正極，導(dǎo)致電池容量降低;2)活性物質(zhì)的損失，如正極材料表面相變，即與電解液接觸的材料表面更易發(fā)生相變，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)變化引起的較低的鋰離子傳導(dǎo)率，極化增大，容量衰減[131]。
4.1微波對正極材料直接再生與間接再生的影響
在鋰離子電池的正極材料回收過程中，熱法冶金需要極高的處理溫度和復(fù)雜的提純過程。濕法冶金也需要腐蝕性酸液將金屬元素溶出后逐步沉淀。這2種方法不僅耗能大，步驟復(fù)雜，而且會造成環(huán)境污染。更重要的是，兩種工藝都會在一定程度上破壞正極材料的顆粒結(jié)構(gòu)，從而浪費(fèi)了材料中大量的有價值物質(zhì)，除非通過控制并優(yōu)化條件才能再合成出性能理想的正極材料。
5微波技術(shù)在應(yīng)用過程中的效益、局限性與應(yīng)對措施
5.1微波輔助正極材料回收的優(yōu)勢
1)相比于傳統(tǒng)工藝，在預(yù)處理熱解過程中，微波輔助熱解誘導(dǎo)高能位點，通過靶向換能機(jī)制大幅提高降解速度，可最大限度地縮短處理時間、降低能耗;通過選擇性熱解，可有效減少重分子、有毒分子氣體等危險產(chǎn)物的生成;通過有效耦合利用氧化性物質(zhì)，在等離子體產(chǎn)生自由基的催化作用下，能夠輕易分解有機(jī)黏結(jié)劑，還能在一定程度上活化正極材料。
2)在金屬分離和資源化回收過程中，正極粉末金屬氧化物和負(fù)極回收的石墨能作為良好的微波吸收劑，有效吸收微波能，促進(jìn)熱法冶金過程中的碳熱還原反應(yīng)，高效實現(xiàn)金屬單質(zhì)或其簡單化合物的整體回收;微波輔助技術(shù)可大幅度簡化濕法冶金步驟，降低對還原劑的需求，提高粉末溶解度，在有效節(jié)約成本的同時快速回收金屬，從而提高經(jīng)濟(jì)效益。
3)在材料再生和循環(huán)利用過程中，微波輔助再生技術(shù)可通過輔助高溫?zé)Y(jié)提高材料的結(jié)晶性，修復(fù)循環(huán)衰減后的成分缺陷和結(jié)構(gòu)缺陷，利用獨特的加熱特點調(diào)控設(shè)計性能更優(yōu)化的新晶體形態(tài)，實現(xiàn)電池正極材料活性組分的資源化回收利用。
5.2微波輔助正極材料回收的局限性
1)微波加熱可即時控制功率升降的速率，但卻難以實時準(zhǔn)確地測量和控制微波反應(yīng)過程中正極材料內(nèi)部不同位置的溫度，因而難以控制實時加熱速率。這是因為：外置的紅外溫度測量設(shè)備只能讀取加熱系統(tǒng)的表面溫度，且光纖探頭的測溫上限通常低于微波升溫的溫度范圍[164]。當(dāng)加熱速率失控時，會對微波對材料的處理過程以及產(chǎn)物質(zhì)量產(chǎn)生較大的影響。
2)微波加熱的獨特方式在帶來效益的同時，也會一定程度上引起一些負(fù)面影響。例如，在較高微波場強(qiáng)度下或者當(dāng)材料過度暴露于微波場時，由于正極材料的復(fù)雜物質(zhì)組成及不同組分的輻射-熱轉(zhuǎn)換機(jī)制不同，容易產(chǎn)生局部“熱點效應(yīng)”造成不均勻加熱現(xiàn)象[29]，尤其是金屬鋁箔較容易會受到微波自熱作用，在短時內(nèi)產(chǎn)生局部放電和高溫的物理現(xiàn)象，從而導(dǎo)致其熔化、破碎以至黑色活性物質(zhì)被金屬鋁污染[38]。
因此，需要合理優(yōu)化微波處理過程中溫度監(jiān)測和時間控制，以避免材料的損耗和對產(chǎn)物的非預(yù)期影響。基于上述1)、2)兩點，通過定制微波回轉(zhuǎn)反應(yīng)器或微波流化床對正極材料進(jìn)行攪動，并耦合配備更精準(zhǔn)、快速的溫度-功率聯(lián)控程序，可有效解決物料測溫、加熱不均勻和熱失控問題。此外，采用連續(xù)可調(diào)的新型微波源，如固態(tài)微波源系統(tǒng)，可實現(xiàn)對微波源輸出功率和處理時間的精細(xì)控制。
3)如果材料中的吸波物質(zhì)殘留在腔內(nèi)，會分散和消耗微波能并在腔內(nèi)形成高溫?zé)狳c，這會很快損壞反應(yīng)器和腔體，因此，每次進(jìn)行處理過后需要進(jìn)行清理腔體。此外，為了高溫保護(hù)，始終需要在持續(xù)工作的微波源周圍提供水循環(huán)。因此，使用微波前后應(yīng)做好實驗準(zhǔn)備，注意操作規(guī)范，以避免不必要的損失和傷害。
6結(jié)語
微波熱處理技術(shù)以其選擇性、整體性、即時性、瞬控性等特點，在優(yōu)化雜質(zhì)降解反應(yīng)、增強(qiáng)降解過程動力學(xué)、強(qiáng)化碳熱還原過程、提升浸出效果、高效再生利用等諸多方面體現(xiàn)優(yōu)勢，在回收體系各階段呈現(xiàn)正面效益，被認(rèn)為是資源化處理廢鋰電正極材料有前途的應(yīng)用之一。盡管目前微波技術(shù)在鋰電材料回收再生領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)工業(yè)化規(guī)模化應(yīng)用仍有一段距離，但微波技術(shù)已經(jīng)在實驗室基礎(chǔ)研究中展現(xiàn)出突出的優(yōu)勢。若將微波技術(shù)與直接再生法結(jié)合，充分發(fā)揮兩者的優(yōu)勢，將在很大程度上簡化回收過程，加快整個鋰電綠色回收處理行業(yè)的規(guī)�；M(jìn)程，從而對鋰電正極材料回收體系的未來發(fā)展提供有益參考，對經(jīng)濟(jì)、資源和環(huán)境保護(hù)也具有重要意義。
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作者：孫靜，江鎮(zhèn)宇，于冠群，賈平山，王文龍
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