机械化学氧化从电池回收中获利

中国的研究人员开发了一种从废LiFePO中提取锂的机械化学方法₄电池。¹它们的过程产生Li_3.阿宝₄这种电池可以与另外两种化学产品一起转售给电池制造商，从而获得利润，因此可以有效地为回收此类电池的用户提供现金激励。

磷酸铁锂电池广泛应用于电动汽车。2021年的一项研究表明，在通过热调制延长电动汽车续航里程方面，它们优于镍和钴基替代品。²然而，回收锂基电池的方法仍然有限，并且在绿色化学方面存在各种缺陷康刘来自清华大学。“例如，火冶金可能需要较高的反应温度，并涉及高能耗和烟气释放。湿法冶金需要酸碱试剂，可能产生含有重金属的废水。对生物冶金的研究还处于科学研究阶段。”

为了减少电池回收过程中酸碱的使用，刘和他的同事们探索了一种替代方法。首先，他们排出了用完的LiFePO₄将电池置于饱和NaCl溶液中，以避免电池燃烧，同时手动分离阴极、阳极和塑料分离器。接下来，他们将阴极压碎，这样任何铝箔都可以用筛网分离。然后，该团队使用机械化学处理剩余的阴极材料粉末(C/LiFePO₄)与固相氧化剂共磨剂过硫酸钠(Na₂年代₂O₈）.

进一步的步骤包括水浸出和真空过滤，以去除第一种产品FePO₄，然后用Na进行化学沉淀_3.阿宝₄以Li的形式去除溶液中的锂离子_3.阿宝₄．最后，剩下的Na₂所以₄在溶液中沉淀，并通过蒸发和结晶除去。通过回收每种化学产品，产生的废水可以循环利用，快速的机械化学氧化速率使机械化学处理步骤保持在5分钟以内。

刘说，尽管使用机械化学具有简单和优势，但该项目并非没有挑战。“我认为拆卸锂离子电池是这个项目中最困难的部分，因为在实验室条件下，电解液和有机溶剂会在回收过程中挥发。如果不是在通风柜中进行，可能会对操作人员造成伤害。”

“随着锂离子电池越来越受欢迎，很明显，我们需要替代品，以高效的方式获得足够的原材料，同时尽量减少对自然资源的开发，”评论道罗德里戈Serna-Guerrero他是芬兰阿尔托大学矿物加工和回收方面的专家。据报道，通过使用机械化学氧化，可以避免使用潜在危险的浸出介质来提取锂。这项工作表明，在寻找对环境影响较小的原材料替代来源方面迈出了积极的一步，并阐明了改进回收技术的创新想法的必要性。”

他说，目前，废旧锂电池回收的驱动力是它所产生的经济利润。该团队进行了经济分析，以了解他们的流程能带来多大的利润。“通常通过锂回收方法获得的锂产品是碳酸锂和磷酸锂。与碳酸锂相比，磷酸锂的市场价格相对较高。然而，刘涛提醒说，当将这项技术应用于现实生活中时，“设备、人力和空间都将是非常限制性的因素”。机械化学之前已经被用于回收其他电池，比如锂钴基材料，^3.因此，该团队计划继续开发他们的方法，以提高利润率。