The Fischer‐Lactonization‐Driven Mechanism for Ultra‐Efficient Recycling of Spent Lithium‐Ion Batteries

浸出(土壤学) 化学 螯合作用 湿法冶金 离解(化学) 无机化学 离子 质子化 溶解 化学工程 硫酸 有机化学 工程类 环境科学 土壤科学 土壤水分
作者
Miaomiao Zhou,Ji Shen,Yinze Zuo,Ruiping Liu,Jianjun Zhao,Guangmin Zhou
出处
期刊:Angewandte Chemie [Wiley]
卷期号:64 (2): e202414484-e202414484 被引量:29
标识
DOI:10.1002/anie.202414484
摘要

Abstract Hydrometallurgy remains a major challenge to simplify its complex separation and precipitation processes for spent lithium‐ion batteries (LIBs). Herein, we propose a Fischer‐lactonization‐driven mechanism for the cascade reaction of leaching and chelation of spent LIBs. Citric acid undergoes a two‐step dissociation of the carboxylic acid (−COOH) and complexes with the leached metal ion, while the residual −COOH is attacked by H protons to form a protonated carboxyl ion (−COO −). Subsequently, the lone pair of electrons in the hydroxyl of the same molecule attack the carbon atom in −COO − to facilitate ester bonding, leading to the formation of a lactonized gel. The leaching rates of Li, Ni, Co and Mn are 99.3, 99.1, 99.5 and 99.2 %, respectively. The regenerated monocrystalline LiNi 0.5 Co 0.2 Mn 0.3 O 2 (NCM523) has a uniform particle size distribution and complete lamellar structure, with a capacity retention rate of 70.6 % after 250 cycles at 0.5 C. The mechanism achieves a one‐step chelation reaction, and the energy consumption and carbon emissions are only 26 % and 44 %, respectively, of that of the conventional hydrometallurgical. The strategy achieves a double breakthrough in simplifying the process and improving environmental friendliness, offering a sustainable approach to the re‐utilization of spent LIBs.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
1秒前
歪比巴卜完成签到 ,获得积分10
1秒前
2秒前
lwl666完成签到,获得积分10
2秒前
Semy应助体贴曹曹采纳,获得10
3秒前
Semy应助体贴曹曹采纳,获得10
3秒前
研知之发布了新的文献求助10
5秒前
qiuling完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
桃七七发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
Walden5441发布了新的文献求助10
8秒前
chl发布了新的文献求助10
9秒前
骆且应助大万采纳,获得10
10秒前
10秒前
yangy801017发布了新的文献求助10
12秒前
大模型应助Yan采纳,获得10
14秒前
丘比特应助chl采纳,获得30
14秒前
CHENXIN532发布了新的文献求助10
14秒前
wanzhitao发布了新的文献求助10
16秒前
16秒前
17秒前
米米完成签到,获得积分10
17秒前
18秒前
猪猪hero发布了新的文献求助10
19秒前
19秒前
华仔应助soook采纳,获得10
20秒前
CHENXIN532完成签到,获得积分10
20秒前
21秒前
22秒前
24秒前
25秒前
开心的寄灵完成签到 ,获得积分10
26秒前
27秒前
隐形曼青应助祝雲采纳,获得10
27秒前
SherlockJia发布了新的文献求助10
27秒前
Olivia发布了新的文献求助10
28秒前
小马甲应助研知之采纳,获得10
28秒前
爆米花应助hds采纳,获得10
28秒前
FashionBoy应助个性的红酒采纳,获得10
29秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
PowerCascade: A Synthetic Dataset for Cascading Failure Analysis in Power Systems 2000
Picture this! Including first nations fiction picture books in school library collections 1500
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Unlocking Chemical Thinking: Reimagining Chemistry Teaching and Learning 555
Photodetectors: From Ultraviolet to Infrared 500
Cancer Targets: Novel Therapies and Emerging Research Directions (Part 1) 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6359333
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8173297
关于积分的说明 17214088
捐赠科研通 5414460
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2865441
邀请新用户注册赠送积分活动 1842803
关于科研通互助平台的介绍 1691020