由于鋰離子電池（LIBs）中化合物的復(fù)雜性，使得具有相似物理化學(xué)特性的多種過渡金屬的提取困難重重。
鑒于此，中科院化學(xué)研究所郭玉國研究員、孟慶海助理研究員等人基于深共晶溶劑（DESs）中過渡金屬化合物的不同行為，提出了一種通過調(diào)節(jié)配位環(huán)境從廢LiNixCoyMn1-x-yO2（NCM）正極中選擇性提取鎳、鈷和錳的新策略。
通過調(diào)整過渡金屬配合物中的配體組成，作者設(shè)計了串聯(lián)浸出分離系統(tǒng)，最終廢舊NCM811正極中的鎳、鈷和錳元素在120℃、RS/L（廢舊正極質(zhì)量/氫鍵給體質(zhì)量）=20的條件下以NiO、Co3O4和Mn3O4的形式富集，回收率分別高達(dá)99.1%、95.1 % 和 95.3%。
此外，作者通過TG-MS和NMR深入分析了DESs在整個過程中的浸出動力學(xué)和工作機理，通過巧妙地引入二甲基亞砜（DMSO）和H2O作為稀釋劑，揭示了涉及配位化學(xué)的復(fù)雜過程。
這項工作中提出的整個回收路線如下：首先是DES的制備，然后將用過的正極粉末添加到溶液中。采用DMSO稀釋DES溶液，然后通過高速離心機分離沉淀物，從第1級濾渣中得到二水草酸鎳。然后將第1次濾液用水稀釋并在70℃下加熱3 h，得到基于草酸鈷的二水合物沉淀物。在最后一步中，通過將pH調(diào)整到12，錳基復(fù)合材料在溶液中沉淀出來，NiO、Co3O4和Mn3O4是在一定溫度下對上述析出物進行退火處理后得到的。
重要的是，該方法還被證實可有效分離不同成分的NCM材料。據(jù)作者所知，這是首次使用DES實現(xiàn)鎳、鈷和錳的選擇性分離并驗證LIBs回收中特定提取機制的報道，這種微調(diào)金屬離子的配位環(huán)境策略將在電池回收行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展中具有廣闊的前景。
Selective Extraction of Transition Metals from Spent LiNixCoyMn1-x-yO2 Cathode via Regulation of Coordination Environment, Angewandte Chemie International Edition 2022. DOI: 10.1002/anie.202202558
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