莱斯大学发现从电池废料中提取锂的新方法 可在30秒内回收50%的锂

盖世汽车讯 锂是电池中的关键成分，虽然其储量相对丰富，但随着电动汽车日益普及，锂供应可能很快就会出现短缺。此外，从废旧电池中回收锂容易污染环境并且效率很低。据外媒报道，为了改变这一现状，莱斯大学（Rice University）的研究团队提出一种快速、高效且环保的方法，使用微波辐射和易于生物降解的溶剂进行选择性锂回收。研究结果表明，新工艺可以在短短30秒内回收废旧锂离子电池（LIB）阴极中多达50%的锂，从而克服了LIB回收技术的一个重大瓶颈。

（图片来源：莱斯大学）

传统回收方法通常需要使用强酸，而深共晶溶剂（DES）等替代环保溶剂一直存在效率和经济可行性方面的问题。此外，使用当前回收方法只能回收不到5%的锂，这主要是由于回收过程中容易产生污染和损失，并且需要耗费大量能源。研究人员Salma Alhashim表示：“回收率这么低，是因为锂通常是最后沉淀的（在其他各种金属之后）。所以，我们希望弄清楚如何专门以锂为目标。研究人员使用了一种由氯化胆碱和乙二醇混合而成的DES。从之前的研究中我们知道，在这种DES中浸出的过程中，锂会被氯化胆碱中的氯离子包围，并浸出到溶液中。”

为了浸出其他金属（如钴或镍），氯化胆碱和乙二醇都必须参与这个过程。鉴于这两种物质中只有氯化胆碱可以很好地吸收微波，研究人员将电池废料浸入溶剂中，并用微波辐射对其进行轰射。研究负责人Sohini Bhattacharyya表示：“这使我们能够选择性地浸出锂而不是其他金属。在这个过程中使用微波辐射，类似于使用微波炉来快速加热食物。比起传统加热方法，能量直接传递到分子上，使反应发生的速度要快得多。”

与油浴等传统加热方法相比，微波辅助加热可以实现类似的效率，但速度却快了近100 倍。例如，使用基于微波的工艺，该团队发现只需15分钟即可浸出87%的锂，而通过油浴加热则需要12小时才能达到同样的回收率。Alhashim表示：“这也表明，只需调整DES组成即可实现对特定元素的选择性。另一个优势是溶剂稳定性：由于油浴法需要的时间更长，溶剂开始分解；而微波的加热周期短，则不会发生这种情况。”

这种突破性方法可以极大地改善LIB回收的经济性和环境影响，为日益严重的全球问题提供可持续的解决方案。研究人员表示，这种方法不仅提高了回收率，而且将对环境的影响降至最低。对于大规模部署基于DES的回收系统以进行选择性金属回收，这项研究迈出了有希望的一步。