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UIUC开发可持续性电化学工艺 以彻底改变锂离子电池的回收利用

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58京牌 废弃锂离子电池中含有有价值的金属,特别是钴和镍。然而,这些金属难以互相分离,以进行回收利用。目前的分离方法不仅效率低下,而且不环保。,一项新技术利用电化学来有效分离和回收金属,使废弃的电池成为钴和镍的二次来源,并具有高度可持续性。

(图片来源:伊利诺伊大学)

伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校(University of Illinois Urbana-Champaign,UIUC)化学和生物分子工程教授Xiao Su领导进行一项新研究,利用选择性电沉积,从商业来源的锂镍锰钴氧化物(NM)电池电极中回收有价值的金属。通过这种方法,利用废弃NMC电极废料生产最终产品,钴和镍的纯度分别可达到约96.4%和94.1%。

钴和镍具有相似的电化学特性,或标准的还原电位。因此,化学家很难从电池电极中回收这两种纯金属。Su表示:“有很多种从电池电极中回收钴和镍的方法,但都有不足。大多数方法都需要经过耗能很大的高温过程,或使用难以处理的强溶剂。行业需要不会造成高能耗或有毒废弃物等额外问题的方法。”

本项研究的独特之处在于,该团队开发了一种可调式液体电解质和电极聚合物涂层。在实验室中,研究人员将这种电解质-聚合物方法,与完全放电的NMC电池电极的拆卸、浸出和液化成分结合起来。通过调整电解液中的盐浓度和聚合物涂层的厚度,研究人员发现,不同钴和镍沉积物,通过连续性电沉积聚集在电极表面。当这一过程结束时,电极上已覆盖了高纯度的钴和镍涂层。

经济性分析显示,综合考虑材料收益、成本和能耗,这种新方法可与现有锂离子电池回收方法相媲美。研究人员表示,未来还需要进一步优化该工艺流程。这一首个概念验证性研究证实,对钴和镍进行低温电化学回收是可能的。这项研究是一个很好的例子,将可持续性电分离用于回收电化学电池。

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