生物吸附是指用生物質(zhì)對金屬離子進行被動吸附或者配合的技術 。也就是指利用具體特性的生物質(zhì) (活的 、死的或者衍生物)的配體和金屬離子之間發(fā)生離子交換 、配合、協(xié)同和鰲合等作用。

生物吸附劑多數(shù)來源于 、、藻類和自然物的廢棄物。生物吸附過程受許多因素影響 , 如生物吸附劑類型、被吸附的金屬離子類型、pH值 、溫度、競爭離子及固液比等, 其中影響的是 pH值、反應溫度和競爭離子的數(shù)量和類型。

1、溶液 pH值 :吸附溶液 pH值被認為是影響吸附過程中重要的因素 。 pH值會影響吸附劑結合位點的暴露程度。大量實驗研究得出 pH值對鋰電池的影響與重金屬不同, 大部分重金屬的吸附 pH值比較高 (3.0 ～ 7.0), 如鉛和銅吸附 pH均為 5.0,鎘、鋅和鎳 pH均為 5.5。而鋰電池吸附 pH一般較低 (1.0 ～ 3.0),如鉑 pH為 1.6, 鈀pH為 1.8。

2、反應溫度 :反應溫度通常影響溶液中鋰電池離子的穩(wěn)定性, 離子與吸附劑配合和細胞壁化學成分離子化的穩(wěn)定性。

3、 競爭離子 :生物吸附方法回收鋰電池應用于工業(yè)上復雜的一個問題就是其它競爭離子的存在。其他競爭離子可能會與主要金屬離子競爭吸附位點, 或者降低吸附劑的特性。

主要類型及特點

類型 核心特點 典型應用

三元鋰電池 能量密度高、低溫性能好 電動汽車、智能手機

磷酸鐵鋰電池 性高、循環(huán)壽命長、成本較低 儲能電站、電動客車

鈷酸鋰電池 體積小、電壓高，性較弱 筆記本電腦、小型數(shù)碼

錳酸鋰電池 成本低、倍率性能好，循環(huán)壽命較短 電動工具、動力電池輔助

回收方法：

濕法回收：利用化學試劑對電極材料中的金屬進行選擇性地溶解，再分離浸出液體中的金屬元素。該技術具有回收率高、產(chǎn)品純度較高、能耗較低的優(yōu)點，是目前應用范圍廣的回收技術。

火法回收：通過高溫手段將廢舊電池中的雜質(zhì)去除，終提取出含有金屬及其化合物的細粉狀材料。該技術操作工藝簡單，效率比較高，適應于處理大量或者結構較為復雜的電池。

生物回收：利用微生物等的代謝過程將廢舊電池中的金屬元素選擇性浸出，實現(xiàn)提取高值金屬元素的目的。該技術對環(huán)境友好，但是目前仍處于研發(fā)階段，技術尚不成熟。

三元鋰電池（NCM/NCA）

濕法回收：總成本約 5.24 萬元 / 噸（電池包 3.8 萬 + 加工費 1.44 萬）。

干法回收：總成本約 4.4 萬元 / 噸（電池包 3.8 萬 + 加工費 0.6 萬）。

利潤空間：含鎳、鈷等貴金屬，濕法回收單噸利潤可達 8046 元（利潤率 14.91%），但需高純度技術支撐。

消費電子電池

以手機電池為例，回收成本約 3000-5000 元 / 噸，主要因體積小、分揀難度大，且缺乏規(guī)模化回收渠道。