Método verde altamente eficiente e econômico lançado para reciclagem de LCO e LIBs ternários

| Jerry Huang

Método verde altamente eficiente e econômico lançado para reciclagem de LCO e LIBs ternários

Nota do editor: As baterias de íons de lítio são agora amplamente utilizadas em uma variedade de dispositivos eletrônicos, veículos elétricos e armazenamento de energia em escala de rede. A procura global por baterias de iões de lítio continua a crescer significativamente. Estima-se que, até 2030, o volume global de baterias de iões de lítio usadas excederá 11 milhões de toneladas, o que se tornará uma enorme fonte de poluição que poderá ameaçar seriamente o ambiente e a saúde pública. Ao mesmo tempo, a crescente procura de baterias de iões de lítio traduz-se numa procura crescente de lítio e cobalto. Por outro lado, o teor de lítio e cobalto nos cátodos LIB chega a 15% e 7% em peso, respectivamente, o que é muito maior do que em minérios e salmouras. Portanto, a recuperação de elementos metálicos em cátodos LIB gastos é de grande importância ambiental, social e económica. Atualmente, a recuperação de baterias de íon-lítio é dividida principalmente em três etapas: pré-tratamento, extração de metal e separação de metal. Na pesquisa e desenvolvimento da etapa de extração de metais do processo de reciclagem, o processo hidrometalúrgico é uma das opções mais viáveis devido à sua alta taxa de lixiviação de metais e pureza satisfatória dos produtos recuperados. Contudo, o processo não é tão amigo do ambiente, nem altamente económico, porque a utilização de ácidos inorgânicos traz consigo subprodutos perigosos; enquanto os ácidos orgânicos requerem agentes redutores adicionais ou tempos de reação mais longos e temperaturas mais altas para recuperação de metal.

Pesquisadores da equipe de Zhong Lin Wang nos trazem um método possível que é verde, altamente eficiente e econômico para reciclar LIBs, incluindo baterias de óxido de cobalto e lítio (LCO) e baterias ternárias de lítio.

Abstrato

Com a tendência global para a neutralidade carbónica, a procura por baterias de iões de lítio (LIBs) está a aumentar continuamente. No entanto, os atuais métodos de reciclagem de LIBs usados necessitam de melhorias urgentes em termos de compatibilidade ecológica, custos e eficiência. Aqui propomos um método mecanocatalítico, denominado eletrocatálise de contato, utilizando radicais gerados pela eletrificação de contato para promover a lixiviação do metal sob a onda ultrassônica. Também usamos SiO2 como catalisador reciclável no processo. Para baterias de óxido de cobalto (III) de lítio, a eficiência de lixiviação atingiu 100% para lítio e 92,19% para cobalto a 90 °C em 6 horas. Para baterias ternárias de lítio, as eficiências de lixiviação de lítio, níquel, manganês e cobalto atingiram 94,56%, 96,62%, 96,54% e 98,39% a 70 °C, respectivamente, em 6 horas. Prevemos que este método pode fornecer uma abordagem ecológica, de alta eficiência e econômica para a reciclagem de LIB, atendendo à demanda exponencialmente crescente por produções de LIB.

Referência

https://doi.org/10.1038/s41560-023-01348-y

Poworks

Poworks é um profissional fabricante e fornecedor de compostos de lítio.

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