Maximización de la utilización de energía y la eficiencia de lixiviación de litio mediante doble oxidación...

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales
• Electroquímica
• Química Sostenible

Sus antecedentes:

• La creciente demanda mundial de litio exige el reciclaje eficiente de las baterías de iones de litio gastadas.
• Los métodos actuales de lixiviación de litio a menudo tienen un alto consumo de energía y un impacto ambiental.
• Los cátodos gastados de baterías de iones de litio ternarias (por ejemplo, NCM) son un recurso crítico para la recuperación de litio.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar un método continuo de oxidación de dos etapas energéticamente eficaz para la lixiviación de litio de cátodos NCM gastados.
• Optimizar el consumo de energía eléctrica en el proceso de oxidación electroquímica de doble oxidación (EDO).
• Elucidar el mecanismo de lixiviación de litio y reducción de energía.

Principales métodos:

• Se propuso un método de oxidación continua de dos etapas: oxidación electroquímica de doble oxidación (EDO) seguida de relajación por remojo.
• Se aplicó el método a cátodos comerciales y gastados de LiNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂ (NCM111).
• Se realizaron estudios exhaustivos del mecanismo sobre la transformación del oxígeno de la red y los perfiles de energía eléctrica.

Principales resultados:

• Se lograron altas eficiencias de lixiviación de litio: 99,87% para NCM111 comercial y 98,12% para NCM111 gastado.
• Se demostró una reducción del 49,78% en el consumo de energía eléctrica en comparación con los métodos convencionales.
• Se reveló que la EDO induce la transformación del oxígeno de la red, facilitando la lixiviación continua de litio.

Conclusiones:

• El método propuesto de EDO de dos etapas es altamente eficaz y energéticamente eficiente para la recuperación de litio de baterías NCM gastadas.
• El mecanismo que implica la transformación del oxígeno de la red es clave para la mejora de la eficiencia de lixiviación y la reducción del consumo de energía.
• Este enfoque ofrece una vía sostenible para la recuperación industrial de metales críticos a partir de residuos de baterías de iones de litio.