Evaluación de la Influencia Ejercida por el Aumento de los Contenidos de Silicio en el Comportamiento de Lixiviación de la Masa Negra Basada en NMC
Autores: Gerold, Eva; Lerchbammer, Reinhard; Antrekowitsch, Helmut
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ciencias de los Materiales
Subcategoría
Materiales estructurales
Palabras clave
Desarrollo
Baterías de iones de litio
Materiales de ánodo
Silicio
Soluciones de lixiviación
Reciclaje
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 4
Citaciones: Sin citaciones
El desarrollo adicional de baterías de iones de litio conduce a una mejora en las densidades de potencia, así como en la seguridad, y por lo tanto requiere una optimización de los materiales utilizados. Para este propósito, entre otros enfoques, los materiales del ánodo se dopan con óxido de silicio o se utiliza silicio metálico como ánodo. Sin embargo, el silicio es un semimetal y se sabe que conduce a la formación de fluidos gelatinosos en procesos hidrometalúrgicos bajo ciertas condiciones. Esta publicación evalúa qué parámetros son responsables de este cambio de viscosidad en las soluciones de lixiviación durante el reciclaje de baterías de iones de litio y examina el mecanismo de reacción correspondiente detrás de este fenómeno. Además, se evalúa la eficiencia de lixiviación para los metales valiosos níquel, cobalto, litio y manganeso, y se investiga la influencia de diferentes contenidos de silicio en la solución. Se pudo demostrar que, especialmente la presencia simultánea de H2SO4, H2O2 y Si o SiO2, conduce a un aumento significativo de la viscosidad debido a la formación de ácido metasilícico y, en consecuencia, las eficiencias de lixiviación de los metales valiosos se ven negativamente influenciadas.
Descripción
El desarrollo adicional de baterías de iones de litio conduce a una mejora en las densidades de potencia, así como en la seguridad, y por lo tanto requiere una optimización de los materiales utilizados. Para este propósito, entre otros enfoques, los materiales del ánodo se dopan con óxido de silicio o se utiliza silicio metálico como ánodo. Sin embargo, el silicio es un semimetal y se sabe que conduce a la formación de fluidos gelatinosos en procesos hidrometalúrgicos bajo ciertas condiciones. Esta publicación evalúa qué parámetros son responsables de este cambio de viscosidad en las soluciones de lixiviación durante el reciclaje de baterías de iones de litio y examina el mecanismo de reacción correspondiente detrás de este fenómeno. Además, se evalúa la eficiencia de lixiviación para los metales valiosos níquel, cobalto, litio y manganeso, y se investiga la influencia de diferentes contenidos de silicio en la solución. Se pudo demostrar que, especialmente la presencia simultánea de H2SO4, H2O2 y Si o SiO2, conduce a un aumento significativo de la viscosidad debido a la formación de ácido metasilícico y, en consecuencia, las eficiencias de lixiviación de los metales valiosos se ven negativamente influenciadas.