廢鋰離子電池含有貴金屬，為了回收利用，這些金屬很難相互分離。廢舊電池是這些金屬的可持續來源，尤其是鈷和鎳，但目前用于分離它們的方法存在環境和效率方面的缺陷。一項新技術使用電化學來有效地分離和回收金屬，使廢電池成為鈷和鎳的高度可持續的二次來源，鈷和鎳的儲量目前正在減少。

由伊利諾伊大學香檳分校化學和生物分子工程教授肖蘇領導的一項新研究使用選擇性電沉積從商業來源的鋰鎳錳鈷氧化物（或NMC）電池電極中回收有價值的金屬。該方法發表在《自然通訊》雜志上，從廢NMC電極廢物中分別生產出純度約為96.4%和94.1%的鈷和鎳的最終產品。

蘇說，鈷和鎳具有相似的電化學特性——或標準的還原電位——這使得化學家很難從電池電極中回收每種金屬的純形式。

“有多種方法可用于從電池電極中回收鈷和鎳，但它們都有缺點，”蘇說。“大多數需要能源密集型高溫工藝或強溶劑，這會帶來處理挑戰。該行業需要不會引起額外問題的方法，如高能耗或有毒廢物。”

這項研究的獨特之處在于該團隊開發了可調節的液體電解質和電極上的聚合物涂層。

在實驗室中，研究人員將電解質-聚合物方法與完全放電的NMC電池電極的拆卸、浸出和液化組件相結合。通過調整電解質的鹽濃度和聚合物涂層的厚度，研究人員注意到通過連續電沉積在電極表面積累了不同的鈷和鎳沉積物。在該過程結束時，電極已經收集了高純度的鈷和鎳涂層。

研究報告稱，對新方法的經濟分析表明，一旦綜合考慮材料收入、材料成本和能源消耗，它與當前的鋰電池回收方法相比具有競爭力。

“未來需要對該過程進行進一步的工程優化，但第一個概念驗證研究證實低溫鈷和鎳電化學回收是可能的，”蘇說。“我們非常興奮，因為這項研究展示了一個很好的例子，說明可持續電力驅動分離被用于回收電化學電池。”

蘇還隸屬于貝克曼先進科學技術研究所，也是伊利諾伊州土木與環境工程教授。這項工作由伊利諾伊州博士后研究助理KwiyongKim領導，研究生DarienRaymond和RiccardoCandeago也做出了貢獻。