【論文發表】退役鋰離子電池碳/硫協同選擇性提鋰技術
發布日期:2021-08-15 03:59:16 發布人:馬恩
針對當前退役鋰離子電池有價金屬提取工藝選擇性差、環境風險突出的瓶頸問題,提出了碳/硫協同選擇性提鋰的新思路.首先在系統考察(NH4)2SO4⛹🏽♂️、NH4HSO4🪒、NaHSO4和H2SO4分別作為焙燒劑對退役鋰離子電池LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2正極粉末中鋰的浸出選擇性🚔、環境友好性和經濟性影響的基礎上,確定H2SO4為最佳焙燒劑.基於此,研究了石墨添加量對LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2中鋰的浸出選擇性的影響,揭示了C/S協同強化鋰的浸出選擇性的轉化路徑及其機製.結果表明,在LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2與H2SO4物質的量比為2∶1、石墨添加量為20% (w)、焙燒溫度為600°C、焙燒時間為120 min的最優條件下, LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2中鋰的浸出率高達93%,回收的Li2CO3純度高於電池級Li2CO3純度要求; Ni、Co和Mn均進入渣相,經分離純化後可作為合成正極材料的前驅物,分離得到的石墨可回用於硫化焙燒過程的添加劑.通過對LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2混合粉末(含20 wt.%石墨)硫化焙燒熱行為及其產物X射線衍射(XRD)表征表明,石墨的添加降低了硫化焙燒的反應溫度,通過C/S協同作用強化了LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2中鋰的選擇性浸出,且不產生SOx等有毒有害氣體.本工作結合硫化焙燒和碳熱還原優勢,為退役鋰離子電池正負極材料的同步循環利用開辟了新思路,實現了LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2中鋰的高效選擇性清潔提取和廢石墨負極的循環利用.
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