Phương pháp kinh tế và hiệu quả cao xanh được phát hành để tái chế LCO và LIB ternary
| Jerry Huang
Lưu ý của biên tập viên: Pin lithium-ion hiện được sử dụng rộng rãi trong nhiều loại thiết bị điện tử, xe điện và bộ lưu trữ năng lượng trên quy mô lưới điện. Nhu cầu toàn cầu về pin lithium-ion tiếp tục tăng đáng kể. Ước tính đến năm 2030, khối lượng pin lithium-ion đã qua sử dụng trên toàn cầu sẽ vượt quá 11 triệu tấn, sẽ trở thành nguồn ô nhiễm khổng lồ có thể đe dọa nghiêm trọng đến môi trường và sức khỏe cộng đồng. Đồng thời, nhu cầu ngày càng tăng về pin lithium-ion đồng nghĩa với nhu cầu ngày càng tăng về lithium và coban. Mặt khác, hàm lượng lithium và coban trong cực âm LIB lần lượt cao tới 15% và 7% trọng lượng, cao hơn nhiều so với hàm lượng trong quặng và nước muối. Do đó, việc thu hồi các nguyên tố kim loại trong cực âm LIB đã qua sử dụng có ý nghĩa rất lớn về môi trường, xã hội và kinh tế. Hiện nay, việc thu hồi pin lithium-ion chủ yếu được chia thành ba bước: tiền xử lý, chiết xuất kim loại và tách kim loại. Trong nghiên cứu và phát triển bước tách kim loại của quy trình tái chế, quy trình thủy luyện kim là một trong những lựa chọn khả thi nhất vì tốc độ lọc kim loại cao và độ tinh khiết đạt yêu cầu của sản phẩm thu hồi. Tuy nhiên, quá trình này không thân thiện với môi trường, cũng không mang tính kinh tế cao vì sử dụng axit vô cơ tạo ra các sản phẩm phụ nguy hại; trong khi axit hữu cơ cần thêm chất khử hoặc thời gian phản ứng dài hơn và nhiệt độ cao hơn để thu hồi kim loại.
Các nhà nghiên cứu từ nhóm Zhong Lin Wang mang đến cho chúng ta một phương pháp khả thi xanh, hiệu quả cao và tiết kiệm để tái chế LIB, bao gồm pin lithium coban oxit (LCO) và pin lithium ba loại.
trừu tượng
Với xu hướng toàn cầu hướng tới tính trung hòa carbon, nhu cầu về pin lithium-ion (LIB) không ngừng tăng lên. Tuy nhiên, các phương pháp tái chế hiện tại đối với LIB đã qua sử dụng cần được cải thiện khẩn cấp về mặt thân thiện với môi trường, chi phí và hiệu quả. Ở đây chúng tôi đề xuất một phương pháp xúc tác cơ học, được gọi là xúc tác điện tiếp xúc, sử dụng các gốc được tạo ra bởi quá trình điện khí hóa tiếp xúc để thúc đẩy quá trình lọc kim loại dưới sóng siêu âm. Chúng tôi cũng sử dụng SiO2 làm chất xúc tác có thể tái chế trong quy trình này. Đối với pin oxit lithium coban (III), hiệu suất lọc đạt 100% đối với lithium và 92,19% đối với coban ở 90 ° C trong vòng 6 giờ. Đối với pin lithium bậc ba, hiệu suất lọc của lithium, niken, mangan và coban lần lượt đạt 94,56%, 96,62%, 96,54% và 98,39% ở 70 ° C trong vòng 6 giờ. Chúng tôi dự đoán rằng phương pháp này có thể mang lại cách tiếp cận xanh, hiệu quả cao và kinh tế cho việc tái chế LIB, đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng theo cấp số nhân đối với các sản phẩm LIB.
Thẩm quyền giải quyết
https://doi.org/10.1038/s41560-023-01348-y
