Chemical Transformations in Li-Ion Battery Electrode Materials by Carbothermic Reduction

热解 石墨 电池(电) 炭黑 金属 材料科学 浸出(土壤学) 化学 阴极 无机化学 化学工程 冶金 有机化学 复合材料 土壤水分 天然橡胶 功率(物理) 土壤科学 物理化学 工程类 物理 量子力学 环境科学
作者
Gabriele Lombardo,Burçak Ebin,M.R.St.J. Foreman,Britt‐Marie Steenari,Martina Petrániková
出处
期刊:ACS Sustainable Chemistry & Engineering [American Chemical Society]
卷期号:7 (16): 13668-13679 被引量:126
标识
DOI:10.1021/acssuschemeng.8b06540
摘要

The effects of pyrolysis on the composition of the battery cell materials as a function of treatment time and temperature were investigated. Waste of Li-ion batteries was pyrolyzed in a nitrogen atmosphere at 400, 500, 600, and 700 °C for 30, 60, and 90 min. Thermodynamic calculations for the carbothermic reduction of active materials LiCoO2, LiMn2O4, and LiNiO2 by graphite and gas products were performed and compared to the experimental data. Ni, Mn, and Co (NMC) cathode materials recovered from spent Li-ion batteries were also studied. The results indicate that the organic compounds and the graphite are oxidized by oxygen from the active material and provide the reductive atmosphere. Such removal of the organic components increases the purity of the metal bearing material. Reactions with C and CO(g) led to a reduction of metal oxides with Co, CoO, Ni, NiO, Mn, Mn3O4, Li2O, and Li2CO3 as the main products. The reduction reactions transformed the metal compounds in the untreated LiB black mass to more soluble chemical forms. It was concluded that the pyrolysis can be used as an effective tool for the battery waste pretreatment to increase the efficiency of the leaching in hydrometallurgical processing of the black mass. The results obtained can help to optimize the parameters in the industrial processing already used for Li-ion battery recycling, especially if followed by hydrometallurgical treatment. Such optimization will decrease the energy demand and increase the metal recovery rate and utilization of the byproducts.

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
斯文败类应助96121abc采纳,获得10
2秒前
2秒前
Koi完成签到 ,获得积分10
4秒前
5秒前
7秒前
北欧森林发布了新的文献求助10
11秒前
KamilahKupps发布了新的文献求助10
12秒前
科研不通发布了新的文献求助10
13秒前
orixero应助Raeka采纳,获得10
14秒前
16秒前
17秒前
Magaiese完成签到,获得积分10
17秒前
今后应助September采纳,获得10
18秒前
lin发布了新的文献求助10
20秒前
21秒前
23秒前
Swu发布了新的文献求助30
26秒前
26秒前
27秒前
云卷云舒完成签到 ,获得积分10
28秒前
September发布了新的文献求助10
31秒前
31秒前
空青完成签到,获得积分10
32秒前
September完成签到,获得积分10
36秒前
奔跑的青霉素完成签到 ,获得积分10
37秒前
黑化小狗发布了新的文献求助10
39秒前
领导范儿应助儒雅老太采纳,获得10
45秒前
47秒前
49秒前
空青发布了新的文献求助10
50秒前
奥雷里亚诺完成签到 ,获得积分10
51秒前
poki完成签到,获得积分10
51秒前
51秒前
香菜芋头完成签到,获得积分10
53秒前
96121abc发布了新的文献求助10
54秒前
田様应助lin采纳,获得10
54秒前
归尘发布了新的文献求助10
54秒前
MutantKitten发布了新的文献求助10
56秒前
GGbond完成签到,获得积分10
58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
Various Faces of Animal Metaphor in English and Polish 800
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Photodetectors: From Ultraviolet to Infrared 500
On the Dragon Seas, a sailor's adventures in the far east 500
Yangtze Reminiscences. Some Notes And Recollections Of Service With The China Navigation Company Ltd., 1925-1939 500
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 6349688
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8164536
关于积分的说明 17179129
捐赠科研通 5406001
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2862330
邀请新用户注册赠送积分活动 1839973
关于科研通互助平台的介绍 1689190