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吉大/天工大/蘇大JACS：通過析氫催化劑重建實(shí)現(xiàn)鋰離子電池金屬的完全回收

電動(dòng)汽車的大規(guī)模采用和有限金屬資源的枯竭使得回收鋰離子電池（LIB）勢在必行。然而，目前的火法冶金和濕法冶金回收路線主要針對LiCoO₂開發(fā)，能源投入大，加工過程繁瑣；因此，迫切需要替代的多功能和綠色方法。

在此，吉林大學(xué)于吉紅，天津工業(yè)大學(xué)梅東海，蘇州大學(xué)張偉等人報(bào)告了一種通用的策略，通過催化劑重建回收LIBs。具體而言，層狀、尖晶石和多陰離子氧化物正極材料作為催化劑，在質(zhì)子或氫氧化物離子的輔助下，在結(jié)構(gòu)上轉(zhuǎn)化為氫氧化物，有助于完全提取金屬(例如，Li、Co、Ni、Mn、Fe)，高浸出率接近100%。

因此利用析氫反應(yīng)（HER）作為概念證明，該工作探索了一種通過催化劑重構(gòu)從鋰離子電池中完全回收金屬的新策略。

圖1. 制備流程

總之，該工作采用LIBs的正極催化反應(yīng)，近100%的金屬（例如Li、Fe、Co、Ni和Mn）隨著催化劑重構(gòu)為氫氧化物而被提取。研究表明，催化劑重構(gòu)回收是由質(zhì)子或氫氧根離子輔助的。這種綠色氫耦合回收方法通常適用于所有主要類型的正極，包括聚陰離子、層狀和尖晶石氧化物，例如LiCoO₂、LiNi_0.8Mn_0.1Co_0.1O₂、LiNi_0.33Mn_0.33Co_0.33O₂、LiNi_0.8Co_0.15Al_0.05O₂、LiMn₂O₄和LiFePO₄，并可擴(kuò)展到實(shí)際用過的軟包電池。

因此，該種回收策略可以利用報(bào)廢LIBs的剩余電能，并與綠色氫氣生產(chǎn)相結(jié)合。為開發(fā)金屬浸出和回收的綠色替代品提供了方法和概念上的突破。

圖2. 軟包電池LNMC532的回收

Complete Metal Recycling from Lithium-Ion Batteries Enabled by Hydrogen Evolution Catalyst Reconstruction, Journal of the American Chemical Society 2023 DOI: 10.1021/jacs.3c10188

原創(chuàng)文章，作者：wdl，如若轉(zhuǎn)載，請注明來源華算科技，注明出處：http://www.xiubac.cn/index.php/2024/01/22/f621ce8cb0/

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