将电化学水与溶剂提取相结合,用于回收使用过的离子电池

科学领域:

• 材料科学与工程 材料科学与工程
• 电化学 电化学 电化学
• 水电金术是指用水电金术进行金术.
• 回收技术的回收技术

背景情况:

• 使用过的离子电池 (LIB) 由于含有宝贵金属而带来了重大环境挑战.
• 目前的回收方法往往涉及强化学品和多个复杂的步骤,导致效率低下和污染.
• 对 (Li) 和 (Co) 等关键金属的有效回收对于可持续的电池生产至关重要.

研究的目的:

• 开发和评估一个整合的流程,以从消耗的LIB中分离和回收Li和Co.
• 研究将电化学浸出与溶剂提取相结合的协同效应.
• 评估拟议的回收方法的经济和环境可行性.

主要方法:

• 在水性电解质中进行电化学液,将固体LiCoO₂转化为可溶性Li⁺和Co²⁺,使用电子作为减电剂.
• 在水性有机界面同时进行溶剂提取,以选择性地将Co2+从Li中分离,利用P507中的质子.
• 使用残留层扩散控制模型进行动态分析,并确定激活能量 (E_a).

主要成果:

• 和的液产量大约是传统的酸液的七倍,没有溶剂提取.
• 2+的提取效率在60°C和3.5V时达到86%,+的共同提取最小.
• 综合工艺证明了减少化学品消耗,增强质子利用,简化回收,低激活能为Li (4.03 kJ/mol) 和Co (7.80 kJ/mol).

结论:

• 将电化学洗与溶剂提取相结合,为从消耗的LIB中回收Li和Co提供了一种高效和协同的方法.
• 与传统方法相比,该方法显著提高了金属回收率,减少了环境污染,并提高了经济效益.
• 该过程在动力学上是有利的,并显示出可持续LIB回收利用的巨大潜力.