据国外媒体报道,在ACS Energy Letters发表的一篇论文中,研究人员讨论了一种新的一步电化学提取锂的方法。相反,常用的分离/纯化步骤通常会增加成本。
(来源:ACS)
随着电动汽车的快速发展,锂电池的需求也在增加。因此,锂成为一种非常重要的商品。到2030年,锂的需求预计将超过200万吨。现在,人们采用从矿石中分离提纯锂的方法。但锂的全球分布有限且不一致,往往不能满足需求;其次,沉积和纯化的过程缓慢且效率低(50%回收率)。标准的离心技术需要预先浓缩盐水、沉淀试剂和分离锂。虽然有一定的技术能力,但是费时费钱。
新型提锂方法
有一种独特的电渗析法,利用均匀的锂纳米复合材料提取锂,72小时后回收率超过7%。此外,在这项研究中,研究人员创造并验证了一种电化学技术,利用固体Li1+xAlyGe2-yPO43薄膜从模拟海水中吸附金属锂。
然而,锂化合物在水溶液中的组成变化和持久性是锂连续加工技术的关键。提取锂后,仍然需要大量高成本的吸收剂置换和锂过滤过程,才能生产出工业规模的可用锂。这是上述锂提取工艺的共同挑战。
这项创新技术在某些方面略有不同。基于膜电解和电化学插层的结合,分别采用锂离子特异性阻挡层(Li1.5Al0.5Ge1.5(PO4)3,LAGP)和低成本电化学二氧化锰(EMD)作为阻挡层和锂主体。研究人员专注于具有优异锂分离性能和效率的材料,并在不使用低容量化合物的情况下控制后续处理的成本,如FePO4,其本质上是可重构的。
现代技术的优势
研究人员提出的新技术有三个主要优点。首先,提取的锂很纯;第二点也是最重要的一点,就是不需要花很多钱在锂的分离提纯上;第三个优点是效率高,成本低。
按照预期的正极配方,收集的Li和电解二氧化锰(Li-EMD)成为可充电电池正极的主要成分,可有效地用于合成必要成分的正极。
研究发现
根据测得的脱锂容量和预期的EMD电位,总嵌锂体积为220mAHg-1,即回收效率为71.4%。如果所有的锰离子都被认为是4+价,报道的收集容量显示,1摩尔的EMD可以提取0.772摩尔的锂,这与化学分析一致。
在技术经济分析(TEA)中,EMD/LAGP工艺提取的锂用于计算生产锂电池正极的成本。结果表明,该技术生产尖晶石LiMn2O4和NMC333的成本低于其他锂分离技术,甚至与消费者应用的成本相当。
总之,这种提锂方式有助于解决锂供应不足和电池成本问题,从而实现车辆的电动化,减少社会经济系统的排放。
1据国外媒体报道,在ACS Energy Letters发表的一篇论文中,研究人员讨论了一种新的一步电化学提取锂的方法。相反,常用的分离/纯化步骤通常会增加成本。
(来源:ACS)
随着电动汽车的快速发展,锂电池的需求也在增加。因此,锂成为一种非常重要的商品。到2030年,锂的需求预计将超过200万吨。现在,人们采用从矿石中分离提纯锂的方法。但锂的全球分布有限且不一致,往往不能满足需求;其次,沉积和纯化的过程缓慢且效率低(50%回收率)。标准的离心技术需要预先浓缩盐水、沉淀试剂和分离锂。虽然有一定的技术能力,但是费时费钱。
新型提锂方法
有一种独特的电渗析法,利用均匀的锂纳米复合材料提取锂,72小时后回收率超过7%。此外,在这项研究中,研究人员创造并验证了一种电化学技术,利用固体Li1+xAlyGe2-yPO43薄膜从模拟海水中吸附金属锂。
然而,锂化合物在水溶液中的组成变化和持久性是锂连续加工技术的关键。提取锂后,仍然需要大量高成本的吸收剂置换和锂过滤过程,才能生产出工业规模的可用锂。这是上述锂提取工艺的共同挑战。
这项创新技术在某些方面略有不同。基于膜电解和电化学插层的结合,分别采用锂离子特异性阻挡层(Li1.5Al0.5Ge1.5(PO4)3,LAGP)和低成本电化学二氧化锰(EMD)作为阻挡层和锂主体。研究人员专注于具有优异锂分离性能和效率的材料,并在不使用低容量化合物的情况下控制后续处理的成本,如FePO4,其本质上是可重构的。
现代技术的优势
研究人员提出的新技术有三个主要优点。首先,提取的锂很纯;第二点也是最重要的一点,就是不需要花很多钱在锂的分离提纯上;第三个优点是效率高,成本低。
按照预期的正极配方,收集的Li和电解二氧化锰(Li-EMD)成为可充电电池正极的主要成分,可有效地用于合成必要成分的正极。
研究发现
根据测得的脱锂容量和预期的EMD电位,总嵌锂体积为220mAHg-1,即回收效率为71.4%。如果所有的锰离子都被认为是4+价,报道的收集容量显示,1摩尔的EMD可以提取0.772摩尔的锂,这与化学分析一致。
在技术经济分析(TEA)中,EMD/LAGP工艺提取的锂用于计算生产锂电池正极的成本。结果表明,该技术生产尖晶石LiMn2O4和NMC333的成本低于其他锂分离技术,甚至与消费者应用的成本相当。
总之,这种提锂方式有助于解决锂供应不足和电池成本问题,从而实现车辆的电动化,减少社会经济系统的排放。
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1900/1/1 0:00:00