Estudio del mecanismo de recuperación del cobalto de los residuos de baterías de cobalto de litio en un sistema de ácido cítrico
Autores: Liu, X. Y.; Wang, Y. Y.; Jin, H.
Idioma: Inglés
Editor: Croatian Metallurgical Society (CMS)
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería de Materiales
Palabras clave
Recuperación de cobalto
Batería
Ácido cítrico
Electrocristalización
Investigación con rayos X
Licencia
CC BY – Atribución
Consultas: 56
Citaciones: Journal Metalurgija Vol. 63 Núm. 1
Los residuos de baterías de litio-cobalto-ácido se utilizaron como materia prima para separar el material catódico LiCoO2. Se utilizó ácido cítrico para lixiviar el material del cátodo, y la solución de lixiviación de LiCoO2 se electrodepositó para obtener el recubrimiento de cobalto, mientras tanto se enriquecían los iones Li2+. Las condiciones optimizadas del proceso de lixiviación son 1,2 mol/L de concentración cítrica y 0,35 mol/L de concertación de tiosulfato sódico, la eficiencia de lixiviación de cobalto y litio es del 97,5 % y 97,0 % respectivamente. A pH 4, puede obtenerse un recubrimiento liso de cobalto con granos finos en la superficie del cátodo de acero inoxidable.
INTRODUCCIÓN
Las baterías de óxido de cobalto de litio son el material de cátodo líder para productos electrónicos 3C debido a su alta tensión nominal, alta densidad de energía, excelente capacidad de multiplicación y buen rendimiento en ciclos [1-2]. Después de un cierto período de carga-descarga cíclica, el material activo de las baterías se desactiva debido a cambios estructurales [3-4]. Las baterías de ácido de litio-cobalto desechadas tienen las dos propiedades de ser desechos sólidos peligrosos y recursos disponibles, lo que causa un gran daño al medio ambiente si no se tratan adecuadamente. Al mismo tiempo, metales estratégicos raros como cobalto, litio y níquel se acumulan en las baterías [5]. Recuperar estos metales tiene importantes beneficios económicos tanto para los recursos como para el medio ambiente.
La tecnología de electrodeposición puede obtener productos metálicos de alta pureza y tiene las ventajas de bajos costos de producción y baja contaminación secundaria. En este artículo, se utilizó una solución mixta de ácido cítrico y tiosulfato de sodio para lixiviar el material de cátodo de las baterías de ácido de litio-cobalto desechadas, y los iones de Co y Li se enriquecieron en la solución. Utilizando la diferencia de potencial de deposición entre Co2+ y Li+, el cobalto se deposita en la superficie del cátodo de acero inoxidable. Se logra una separación efectiva de los metales de cobalto y litio, y al mismo tiempo, se construye un recubrimiento de cobalto con resistencia a la corrosión y a la oxidación a alta temperatura en la superficie del acero inoxidable.
Descripción
Los residuos de baterías de litio-cobalto-ácido se utilizaron como materia prima para separar el material catódico LiCoO2. Se utilizó ácido cítrico para lixiviar el material del cátodo, y la solución de lixiviación de LiCoO2 se electrodepositó para obtener el recubrimiento de cobalto, mientras tanto se enriquecían los iones Li2+. Las condiciones optimizadas del proceso de lixiviación son 1,2 mol/L de concentración cítrica y 0,35 mol/L de concertación de tiosulfato sódico, la eficiencia de lixiviación de cobalto y litio es del 97,5 % y 97,0 % respectivamente. A pH 4, puede obtenerse un recubrimiento liso de cobalto con granos finos en la superficie del cátodo de acero inoxidable.
INTRODUCCIÓN
Las baterías de óxido de cobalto de litio son el material de cátodo líder para productos electrónicos 3C debido a su alta tensión nominal, alta densidad de energía, excelente capacidad de multiplicación y buen rendimiento en ciclos [1-2]. Después de un cierto período de carga-descarga cíclica, el material activo de las baterías se desactiva debido a cambios estructurales [3-4]. Las baterías de ácido de litio-cobalto desechadas tienen las dos propiedades de ser desechos sólidos peligrosos y recursos disponibles, lo que causa un gran daño al medio ambiente si no se tratan adecuadamente. Al mismo tiempo, metales estratégicos raros como cobalto, litio y níquel se acumulan en las baterías [5]. Recuperar estos metales tiene importantes beneficios económicos tanto para los recursos como para el medio ambiente.
La tecnología de electrodeposición puede obtener productos metálicos de alta pureza y tiene las ventajas de bajos costos de producción y baja contaminación secundaria. En este artículo, se utilizó una solución mixta de ácido cítrico y tiosulfato de sodio para lixiviar el material de cátodo de las baterías de ácido de litio-cobalto desechadas, y los iones de Co y Li se enriquecieron en la solución. Utilizando la diferencia de potencial de deposición entre Co2+ y Li+, el cobalto se deposita en la superficie del cátodo de acero inoxidable. Se logra una separación efectiva de los metales de cobalto y litio, y al mismo tiempo, se construye un recubrimiento de cobalto con resistencia a la corrosión y a la oxidación a alta temperatura en la superficie del acero inoxidable.