Separación Asistida por Ácido de Material Catódico de Baterías de Vehículos Eléctricos Usadas para Reciclaje
Autores: Zorin, Anton; Song, Tengfei; Gastol, Dominika; Kendrick, Emma
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ciencias de los Materiales
Subcategoría
Materiales estructurales
Palabras clave
Reciclaje
Baterías de iones de litio
Aluminio
Masa negra
ácidos orgánicos
Valorización
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 2
Citaciones: Sin citaciones
El reciclaje de baterías de iones de litio presenta desafíos debido a la compleja composición de los flujos de desechos generados por los procesos actuales. Lograr niveles de pureza más altos, particularmente en la recuperación de metal de aluminio y masa negra de metales de transición, es esencial para una mejor valorización. En este estudio, proponemos un método de alta eficiencia, bajo consumo energético y respetuoso con el medio ambiente utilizando ácidos orgánicos para separar la masa negra catódica del colector de corriente de aluminio. Los ácidos seleccionados en este estudio muestran todos una eficiencia de pelado superior al 86%, siendo el ácido acético el que muestra una eficiencia de pelado del 100% de la masa negra del colector de corriente. Los materiales recuperados fueron sometidos a técnicas de difracción de rayos X, microscopía electrónica y análisis elemental. Mostramos que el material tratado con ácido oxálico exhibió dos componentes de material activo distintos con un cambio mínimo en la relación de masa en comparación con el material no tratado. Demostramos mediante análisis elemental de los lixiviados que la mayoría de los materiales críticos se retuvieron en la masa negra y que se lixivió una cantidad limitada de aluminio durante el proceso, logrando casi el 100% de recuperación de Al. Esta metodología permite la producción de aluminio concentrado de alta pureza y materias primas de metales críticos (Mn, Co, Ni y Li) para procesos hidrometalúrgicos posteriores, reciclaje del material del cátodo y reciclaje directo. El enfoque propuesto ofrece un potencial significativo para mejorar la valorización en el reciclaje de baterías de iones de litio, facilitando la separación eficiente y la recuperación óptima de metales valiosos.
Descripción
El reciclaje de baterías de iones de litio presenta desafíos debido a la compleja composición de los flujos de desechos generados por los procesos actuales. Lograr niveles de pureza más altos, particularmente en la recuperación de metal de aluminio y masa negra de metales de transición, es esencial para una mejor valorización. En este estudio, proponemos un método de alta eficiencia, bajo consumo energético y respetuoso con el medio ambiente utilizando ácidos orgánicos para separar la masa negra catódica del colector de corriente de aluminio. Los ácidos seleccionados en este estudio muestran todos una eficiencia de pelado superior al 86%, siendo el ácido acético el que muestra una eficiencia de pelado del 100% de la masa negra del colector de corriente. Los materiales recuperados fueron sometidos a técnicas de difracción de rayos X, microscopía electrónica y análisis elemental. Mostramos que el material tratado con ácido oxálico exhibió dos componentes de material activo distintos con un cambio mínimo en la relación de masa en comparación con el material no tratado. Demostramos mediante análisis elemental de los lixiviados que la mayoría de los materiales críticos se retuvieron en la masa negra y que se lixivió una cantidad limitada de aluminio durante el proceso, logrando casi el 100% de recuperación de Al. Esta metodología permite la producción de aluminio concentrado de alta pureza y materias primas de metales críticos (Mn, Co, Ni y Li) para procesos hidrometalúrgicos posteriores, reciclaje del material del cátodo y reciclaje directo. El enfoque propuesto ofrece un potencial significativo para mejorar la valorización en el reciclaje de baterías de iones de litio, facilitando la separación eficiente y la recuperación óptima de metales valiosos.