中国团队提出配对电解工艺回收废钴酸锂和磷酸铁锂
中国的研究人员提出了一种配对电解工艺,以更有效地回收废钴酸锂(LiCoO 2)和磷酸铁锂(LiFePO 4)电极材料。他们的工作发表在 RSC 期刊《绿色化学》的一篇开放获取论文中。
废旧电池回收的典型方法有3种。采用高温煅烧的火法冶金工艺得益于工艺简单,可以大规模使用,但这种方法消耗大量能源并产生大量温室气体(GHG)。湿法冶金工艺使用无机酸等化学品选择性地从锂离子电池正极材料中浸出金属元素,并通过分级沉淀回收各种元素。由于产品纯度高而广泛流行,但湿法冶金过程需要消耗大量的化学试剂和水。三是生物湿法冶金工艺成本低廉,但需要较长的培养微生物时间和较为严酷的环境。
作为一种可调节且环保的技术,电化学技术最近得到了研究。然而,不同的电化学方法回收锂离子电池有不同的侧重点。几种类型的锂电池正极材料已通过在氯化钠溶液中电场驱动脱锂来回收。存在一种在(NH 4 ) 2 SO 4溶液中电化学氧化法回收LiNi 1/3 Co 1/3 Mn 1/3 O 2的策略。采用电化学还原法,在 8 V 下使用 1.25 mol/L 苹果酸浸出 Li 和 Co。 最近的研究表明,通过电化学氧化策略,可以以低能耗的方法回收废正极和负极材料。 。
然而,该策略仅在一个电解池中使用半反应,而另一个半反应产生副产物。在一个电解槽中同时利用阴极和阳极的电化学反应有利于节省化学品和降低能耗,值得探索。
该研究提出了一种在低浓度H 2 SO 4溶液中配对电解LCO和LFP的工艺。
在他们的过程中,团队真空热解废 LCO 和 LFP 阴极,将活性材料与铝箔分离。将所得粉末涂覆在钛网上以制成工作电极。
LCO和LFP的配对电解实验是在低浓度硫酸溶液中进行的。采用双电解系统进行恒压电解,LCO为阴极,LFP为阳极。
在此过程中,LiCoO 2被还原,通过表面化学反应控制过程将Co 2 +和Li +释放到电解质中。LiFePO 4被氧化成FePO 4 ,同时通过表面化学反应控制过程释放Li + 。
通过该方法,Li和Co的浸出率均达到98%以上。研究人员表示,由于两个电极反应在一个电解池中同时进行,因此配对电解的优点是最大限度地提高能源效率,并减少化学品和二次废物的数量。找有价值的信息,请记住Byteclicks.com