Lixiviación ácida de electrolito sólido Li7La3Zr2O12 (LLZO) sustituido por Al y Ta
Autores: Schneider, Kirstin; Kiyek, Vivien; Finsterbusch, Martin; Yagmurlu, Bengi; Goldmann, Daniel
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ciencias de los Materiales
Subcategoría
Materiales estructurales
Palabras clave
Baterías de estado sólido
Procesos de reciclaje
Comportamiento de lixiviación
Electrolitos
Reciclaje hidrometalúrgico
Metales en bruto
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 2
Citaciones: Sin citaciones
Las baterías de estado sólido (SSBs) son baterías de próxima generación prometedoras debido a su potencial para lograr altas densidades de energía y una mayor seguridad en comparación con las baterías de iones de litio convencionales (LIBs) que utilizan un electrolito líquido inflamable. A pesar de su enorme potencial de mercado, muy pocos estudios han investigado los procesos de reciclaje de SSB para recuperar y reutilizar metales crudos críticos para una economía circular. Para las LIBs convencionales, se ha demostrado que el reciclaje hidrometalúrgico puede producir productos de alta calidad, siendo la lixiviación la primera operación unitaria. Por lo tanto, es esencial establecer una comprensión fundamental del comportamiento de lixiviación de los electrolitos sólidos como el componente clave de las SSB con diferentes lixiviantes. Este trabajo investiga la lixiviación de los electrolitos sólidos más prometedores Li7La3Zr2O12 (LLZO) sustituidos por Al y Ta en ácidos minerales (H2SO4 y HCl), ácidos orgánicos (ácido fórmico, acético, oxálico y cítrico) y agua. Los experimentos de lixiviación se llevaron a cabo utilizando residuos de producción de LLZO reales en 1 M de ácido a una relación S/L de 1:20 a 25 grados C durante 24 h. Los resultados mostraron que ácidos fuertes, como el H2SO4, disolvieron casi por completo el LLZO. Se observaron propiedades de lixiviación selectiva alentadoras con ácido oxálico y agua. Este conocimiento fundamental del comportamiento de lixiviación del LLZO proporcionará la base para futuros estudios de optimización para desarrollar procesos innovadores de reciclaje hidrometalúrgico de SSB.
Descripción
Las baterías de estado sólido (SSBs) son baterías de próxima generación prometedoras debido a su potencial para lograr altas densidades de energía y una mayor seguridad en comparación con las baterías de iones de litio convencionales (LIBs) que utilizan un electrolito líquido inflamable. A pesar de su enorme potencial de mercado, muy pocos estudios han investigado los procesos de reciclaje de SSB para recuperar y reutilizar metales crudos críticos para una economía circular. Para las LIBs convencionales, se ha demostrado que el reciclaje hidrometalúrgico puede producir productos de alta calidad, siendo la lixiviación la primera operación unitaria. Por lo tanto, es esencial establecer una comprensión fundamental del comportamiento de lixiviación de los electrolitos sólidos como el componente clave de las SSB con diferentes lixiviantes. Este trabajo investiga la lixiviación de los electrolitos sólidos más prometedores Li7La3Zr2O12 (LLZO) sustituidos por Al y Ta en ácidos minerales (H2SO4 y HCl), ácidos orgánicos (ácido fórmico, acético, oxálico y cítrico) y agua. Los experimentos de lixiviación se llevaron a cabo utilizando residuos de producción de LLZO reales en 1 M de ácido a una relación S/L de 1:20 a 25 grados C durante 24 h. Los resultados mostraron que ácidos fuertes, como el H2SO4, disolvieron casi por completo el LLZO. Se observaron propiedades de lixiviación selectiva alentadoras con ácido oxálico y agua. Este conocimiento fundamental del comportamiento de lixiviación del LLZO proporcionará la base para futuros estudios de optimización para desarrollar procesos innovadores de reciclaje hidrometalúrgico de SSB.