SSB蓄电池锰的可持续合成0.8锌0.2铁2从具有软磁特性的废电池中回收

2026-04-11 19:18:57

近年来废电池数量持续增长。电池正极材料富含MnO₂而负极材料富含ZnO。本工作重点在于从废电池中获取铁氧体的化学制备及后续表征。采用FeCl₃作为铁源，通过改良共沉淀法制备Mn_0.8锌_0.2铁₂采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜-能谱联用(SEM-EDS)、拉曼光谱、X射线光电子能谱(XPS)以及振动样品磁强计(VSM)对粉末样品进行了表征。本研究为如何将废旧电池材料用作制备尖晶石结构铁氧体的前驱体提供了新的见解。此外，将所得铁氧体的结构、形貌及磁学特性与商用铁氧体进行了对比分析，结果表明两者在磁性应用方面具有相似的性能表现。₄. The powders were characterized by X-ray Diffraction (XRD), scanning electron microscopy-energy dispersive X-ray spectroscopy (SEM-EDS), Raman spectroscopy, X ray photoelectron spectroscopy (XPS) and vibrating sample magnetometry (VSM). This study provides new insights into how spent batteries materials can be used as precursors for obtaining the spinel structure ferrites. Additionally, the structural, morphological, and magnetic characteristics of the obtained ferrite were compared with those of commercial ferrites, revealing similar performance for magnetic applications.

引言

废旧电池与蓄电池的回收已成为全球战略性优先事项。电池行业致力于通过减少有毒物质含量、在循环经济框架下推广高效收集与回收体系，以降低这些设备对环境的负面影响。为应对这一需求，业界已开发新技术或改造现有方法用于处理此类废弃物，其中火法冶金与湿法冶金工艺是最常见的处理途径。[1]
该领域最具前景的应用之一是从电池废料中回收铁氧体——一种具有尖晶石结构的软磁材料。这些化合物可通过粉碎电池获得的酸浸出液合成。[2]已有研究表明，通过此类途径制备的铁氧体表现出磁性特性。[3]
铁氧体因其独特的综合性能而被广泛研究，这些性能包括高饱和磁化强度、高磁导率、高电阻率、低磁滞损耗、良好的化学稳定性以及优异的耐腐蚀性。[4] 这些特性使其适用于多种电子应用领域，包括变压器、电感器、传感器、记录磁头、充电线圈以及功率转换系统。[5]
本研究提出采用改进共沉淀法合成铁氧体。以废电池废弃物酸浸液获得的MnO₂和ZnO作为前驱体。通过对合成铁氧体与商用铁氧体进行对比分析，揭示了二者在结构、形貌及磁学特性方面的异同，从而判定回收衍生的铁氧体是否满足磁性应用的性能要求。