SBIR Phase I: Separations of Critical Materials in Lithium-ion Battery Black Mass
SBIR 第一阶段:锂离子电池黑料中关键材料的分离
基本信息
- 批准号:2224840
- 负责人:
- 金额:$ 27.5万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:Standard Grant
- 财政年份:2023
- 资助国家:美国
- 起止时间:2023-03-15 至 2024-02-29
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
The broader impact/commercial potential of this Small Business Innovation Research (SBIR) Phase I project is to establish domestic recyclability (circularity) for critical energy materials that have majority or total import reliance. Such elements include including cobalt, lithium, manganese, carbon (graphite), and nickel. Establishing circularity of critical materials can decease dependence on foreign sources while increasing domestic manufacturing of lithium-ion batteries, magnets, catalysts, and superalloys. As the world electrifies light- and heavy-duty vehicles and renewable energy resources increase, the need for battery materials is expected to quadruple over the next decade. Hydrometallurgical processes are highly nuanced and well-established; The configurations are nearly endless, especially when multiple recycle streams are incorporated. Additionally, customers require tight specifications. As battery chemistries evolve, a process technology that can be shown to be adaptable to variable compositional profiles can help proliferate domestic production to anchor advanced industries. This SBIR Phase I project proposes to fill knowledge gaps in separation chemistries using sulfites. Through exploitation of solubilities, effective and efficient separations of constituents in end-of-life lithium-ion batteries can reduce reagent consumption, decrease equipment sizing, and lead to the formation of battery-grade chemical feedstocks for demonstrated supply chain circularity. Key to the success of the project is the separation of manganese without resorting to expensive solvent-based techniques. The project will explore of the solubilities of Ni/Co/Mn/Li sulfites as a function of temperature and pH, characterize the form of the precipitates, and investigate the oxidation of these sulfite precipitates to a high purity sulfate. The objectives include determining missing data on empirical solubility from the general material property literature, demonstrating lab-scale selectivity and overall efficacy, and optimizing operational parameters for techno-economic and life-cycle modeling.This award reflects NSF's statutory mission and has been deemed worthy of support through evaluation using the Foundation's intellectual merit and broader impacts review criteria.
这项小型企业创新研究(SBIR)I期项目的更广泛的影响/商业潜力是为具有多数或总进口依赖的关键能源材料建立国内可回收性(循环)。 此类元素包括包括钴,锂,锰,碳(石墨)和镍。 建立关键材料的圆形性可以削弱对外国源的依赖,同时增加锂离子电池,磁铁,催化剂和超合金的国内制造。随着世界充满活力和重型车辆的电气,可再生能源资源的增加,预计电池材料的需求将在未来十年内倍增。水平铝过程是高度细微的和建立良好的。配置几乎是无尽的,尤其是当合并多个回收流时。此外,客户需要严格的规格。随着电池化学的发展,可以证明可以适应可变成分概况的工艺技术可以帮助扩散国内生产以锚定先进的行业。这个SBIR I期项目提议使用亚硫酸盐填补分离化学的知识空白。通过剥削溶解度,在寿命末锂离子电池中有效有效的成分分离可以减少试剂消耗,降低设备尺寸,并导致形成电池级化学原料,以证明供应链循环。该项目成功的关键是锰的分离而不诉诸昂贵的基于溶剂的技术。该项目将探索Ni/Co/Mn/Li亚硫酸盐的溶解度,这是温度和pH的函数,表征了沉淀物的形式,并研究了这些亚硫酸盐沉淀物的氧化为高纯度硫酸盐。这些目标包括确定一般物质财产文献中缺少有关经验溶解的数据,证明了实验室规模的选择性和整体功效,并优化了技术经济和生命周期建模的操作参数。该奖项反映了NSF的法规任务,并认为通过基金会的知识优点和广泛的critia crietia criter scritia crietia criter criter critia criter criter criter criter criter criter critia crietia criter critia crietia critia crietia crietia crietia crietia crietia crietia均值得一提。
项目成果
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