基于高效回收废旧锂离子电池正极材料的低共熔溶剂的筛选

作者：巩珊珊; 吴彤; 王官格; 黄擎^*; 苏岳锋; 吴锋

来源：高等学校化学学报, 2021, 42(10): 3151-3159.

• 低共熔溶剂
• 氢键
• 废旧锂离子电池
• 高效回收

针对废旧锂离子电池(LIBs)回收过程中产生的二次污染及高能耗等问题,提出了一种绿色高效浸出废旧LIBs正极材料中有价金属的新方法.以氯化胆碱和不同的氢键供体(草酸、丙二酸、戊二酸和苯磺酸)为原料,合成了氯化胆碱/酸二元低共熔溶剂(DES)、氯化胆碱/酸/水和氯化胆碱/酸/乙醇等三元DES.通过傅里叶变换红外光谱(FTIR)和核磁共振波谱(NMR)表征了氯化胆碱和酸之间氢键的形成过程,探究了DES中羧酸的烷基链长、酸性大小以及添加水和乙醇组分对浸出废旧LiCoO2正极材料的影响.研究结果表明,羧酸烷基链长的增加会使DES的浸出能力下降;酸的酸性大小不能作为溶解金属氧化物能力强弱的主要依据;加入等摩尔量的水对DES的浸出效率影响较小,而等摩尔量加入无水乙醇会影响DES的氢键结构,对浸出结果影响较大.筛选出氯化胆碱/苯磺酸/乙醇DES作为废旧LiCoO2绿色高效的浸出剂, Li和Co的浸出效率分别高达98.6%和95.2%.

• 单位
  北京理工大学; 材料学院