在低共熔溶剂中电解废旧铅膏制备铅粉

采用氯化胆碱∶乙二醇摩尔比为1∶2的氯化胆碱-乙二醇低共熔溶剂(ChCl-EG DES)为电解质,对废旧铅酸蓄电池铅膏进行电解,回收制备铅粉。探讨了温度、废旧铅酸蓄电池铅膏(SLP)浓度对SLP+ChCl-EG溶液黏度和电导率的影响。结果表明:溶液的黏度随温度的升高而减小,随SLP浓度的升高而增大,电导率的变化反之。恒电位沉积试验发现,当SLP浓度为30 g/L时,电流效率达87.58%,电能单耗为738.47 kW·h/t。产物的微观形貌随浓度的增加从棒状逐渐转变为不规则块状。

低共熔溶剂在废旧锂离子电池正极材料回收中的研究进展

大规模储能与电动汽车市场的发展壮大对锂离子电池的需求水涨船高,由此产生的废旧锂离子电池数量也即将迎来爆发式增长。废旧锂离子电池正极材料蕴含丰富的锂、钴、镍、锰等有价金属元素,回收经济价值高,环境效益显著。低共熔溶剂(DESs)作为一种绿色溶剂,在废旧锂离子电池有价金属元素回收方面显示出巨大的潜力。本文在简要介绍DESs性质及应用的基础上,系统综述了DESs在废旧锂离子电池正极材料回收链中的研究现状,主要包括正极材料的分离、活性物质的浸出以及有价金属的提取,着重介绍了现阶段回收的方法及工艺流程,比较了不同DESs浸出正极活性物质的优缺点,探讨了当前DESs在废旧锂离子电池回收中的共性问题,并展望了未来DESs回收锂离子电池的发展方向。

低共熔溶剂电化学回收废铅膏可控制备铅粉的研究

提出了一种以氯化胆碱-尿素低共熔溶剂为电解液,电化学回收废铅酸蓄电池铅膏可控制备铅粉的新工艺。采用循环伏安法探究了Pb(Ⅱ)在20 g/L SLP+ChCl-urea溶液中的电化学行为,结果显示Pb(Ⅱ)离子还原成金属铅为受扩散控制的准可逆过程。电解实验表明随槽电压的升高,电流效率逐渐增大,而电能单耗则先减小后增大。当槽电压为2.5 V时,电流效率和电能单耗分别为85.77%和754.05 kWh/t。XRD和SEM分析显示,电沉积产物为金属铅粉,且槽电压对铅粉的形貌和尺寸具有显著影响。在较低电压下,易获得侧枝粗大的羊齿状铅粉,当槽电压较高时,则易形成较细且均匀的棒状铅粉。

V_(2)O_(5)在低共熔溶剂中的存在形态

研究了V_(2)O_(5)在氯化胆碱-尿素低共熔溶剂(ChCl-urea DES)中的溶解度,并根据电喷雾质谱(ESI-MS)、傅里叶红外光谱(FT-IR)及杂化轨道理论分析了V_(2)O_(5)在其中的存在形态。结果表明:V_(2)O_(5)在ChCl-urea DES中的溶解度约为0.1145 mol/L;V_(2)O_(5)-ChCl-urea溶液在质荷比153.85处出现一组新峰,对应的可能是[VO_(2)Cl_(2)]-;红外光谱中,2366 cm^(-1)处的峰可能是V(Ⅴ)—Cl的伸缩振动引起的。根据杂化轨道理论,ChCl-urea中V_(2)O_(5)通过d3s杂化形成了四配位的[VO_(2)Cl_(2)]-,4个空轨道分别被2个Cl^(-)及2个O^(2-)提供的孤对电子占据。

氯化胆碱—乙二醇低共熔溶剂中高效电解回收废铅膏制备铅粉

本工作采用摩尔比为1:2的氯化胆碱-乙二醇低共熔溶剂(ChCl-EG DES)作为电解质,研究了对废旧铅酸蓄电池铅膏(Scrap Lead Paste,SLP)进行电解回收制备铅粉。通过循环伏安法探讨了30 g/L SLP+ChCl-EG体系中沉积铅的电化学行为,采用XRD和SEM检测手段分析了不同温度下沉积产物的物相和微观形貌。结果表明,废铅膏在ChCl-EG中还原为金属铅是一个受扩散控制的准可逆过程,恒电位沉积实验发现,当实验温度为363 K时,电流效率达96.06%,电能单耗为673.28 kWh/t。不同温度下电沉积得到的产物均为金属铅粉,其微观形貌主要为棒状,有少量呈现针状、团簇状,长度约为10~60μm,直径<5μm。