华科大孙永明Nature子刊:反应-钝化机制驱动材料分离,实现废旧锂离子电池的便捷回收 2023年10月7日 下午2:15 • 未全平台发布, 顶刊 • 阅读 55 开发废锂离子电池(LIB)中正极材料的有效回收策略是非常可取的,但仍然存在重大挑战,其中铝箔和正极活性材料层的便捷分离是重要的第一步。 图1 反应钝化驱动的铝箔和活性材料层分离示意图 华中科技大学孙永明等提出了铝箔-活性材料层分离的反应-钝化驱动机制。具体而言,该实验采用含有六个磷酸羧基和十二个羟基的植酸(PA)水溶液作为LIB正极分离的试剂。PA的强酸性可促使其与铝箔表面的Al2O3和金属铝快速反应,产生Al3+离子和气泡,从而导致正极活性材料层与铝箔之间失去接触。 PA与铝箔表面的Al2O3和金属铝反应生成致密的Al-PA层,与铝箔之间具有很强的共价键相互作用,再加上气泡,会破坏活性材料层中铝箔与 PVDF 之间的相互作用。由于正极材料层的尺寸较大(几厘米),因此很容易通过物理沉淀分离和收集,这有利于进一步的操作。 图2 铝箔和PA溶液在不同条件下的特性 此外,PA 分子会立即与Al3+发生螯合作用,形成铝-植酸络合物(Al-PA),并终止PA与表面Al之间的进一步腐蚀反应。原则上,一个Al3+离子可与1-3个PA分子配位,而一个PA分子则可通过其丰富的磷酸基/羧基的强大螯合能力与一定量的Al3+离子配位。由于PA与Al3+离子之间存在上述各种连接模式,一旦溶解了极少量的表层铝,就会在原位产生一个复杂的[Al-PA]网络。 因此,PA溶液可通过原位钝化机制最大限度地减少腐蚀,并显示出以低成本、低能耗高效分离活性材料层和铝箔的巨大潜力,从而实现电池正极材料的高效回收。 图3 PA直接回收和其他回收方法的经济和环境分析 Reaction-passivation mechanism driven materials separation for recycling of spent lithium-ion batteries. Nature Communications 2023. DOI: 10.1038/s41467-023-40369-9 原创文章,作者:v-suan,如若转载,请注明来源华算科技,注明出处:https://www.v-suan.com/index.php/2023/10/07/36ddfa0d3e/ 电池 赞 (0) 0 生成海报 微信扫码分享 相关推荐 孙学良/康俊/张亮EnSM: -10~40 °C宽温度范围稳定运行的高容量锂硫电池 2023年10月13日 Nature子刊:三聚酸修饰的亚尺寸镍铁-层状双氢氧化物纳米片催化剂增强水氧化 2023年11月4日 Nano Energy:室温下具有1.1×10-3 S cm-1高离子电导率的复合电解质! 2022年10月27日 三单位联合EnSM:200 nm超薄离子筛微孔膜助力高性能锂硫电池 2023年10月14日 西湖大学/哈佛/杭州高等研究院,最新Nature Energy! 2023年10月4日 重磅!Edward H. Sargent院士,再发Nature Nanotechnology! 2023年12月6日