废旧锂电池回收中电还原浸出与钝化协同机制研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51764029
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
  • 资助金额:
    38.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0410.冶金物理化学与冶金原理
  • 结题年份:
    2021
  • 批准年份:
    2017
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2018-01-01 至2021-12-31

项目摘要

Recovery of valuable metals in spent lithium ions batteries become an important issue because of its massive scrap, rich rare metals and serious environmental pollution. But hydrometallurgy process also suffers greatly from the complicated flow of two steps, a serious pollution of pretreatment and use of chemical reductant, which has not been solved. Therefore, the project will make full use of SECM, XPS, SEM, AUTOLAB, etc.to clarify the related electrochemical process. the aim of this project is to explore the collaboration-interaction of cathode materials leaching and Al-foil deactivation during the electroreduction leaching process. Then make use of laws of binder influence and small surface leaching to make the leaching system of one step electroreduction for positive plate. The research content of the project is not only conducive to grasp the common laws of leaching system of one step electroreduction but also beneficial to promote the practice use of recovery of spent lithium ions batteries.
废旧锂离子电池数量巨大,且蕴含丰富稀缺资源,同时环境污染问题严重,科学有效地回收其中有价金属已成为重要课题。然而,两步流程复杂、预处理污染大、需化学还原剂是现有湿法流程面临的主要问题。本项目拟采用SECM、XPS、SEM、电化学工作站等测试方法,研究正极材料电还原浸出的热力学、关键控制因素、界面反应和铝箔钝化的热力学、钝化控制方向,阐明正极材料浸出与铝箔钝化的内在协同机制。最后结合粘结剂影响及正极片表面微观浸出规律,构建选择性佳、浸出指标高的正极片一步电还原浸出体系。本项目的实施,有利于明确、掌握正极片有机酸一步电还原选择性浸出机制及规律,同时为废旧锂离子电池回收的研究和应用提供新思路。

结项摘要

随着“双碳”目标和新能源储能产业的迅速发展,废旧锂离子电池回收利用具有环境保护、节约资源等重要意义。针对废旧电池中极片多步分离复杂、药剂成本高等瓶颈问题,本项目构建了选择性佳、浸出指标高的正极片一步电还原浸出新技术,研究正极材料电还原浸出的热力学、关键控制因素、界面反应和铝箔钝化的热力学、钝化控制方向,阐明正极材料浸出与铝箔钝化的内在协同机制。结果表明,在DL-苹果酸2.5mol/L,槽电压8V和温度70℃、120min条件下,锂的浸出率为98.12%,钴的浸出率为97.36%,Al的溶出率仅为6.85%。动力学分析表明,电解浸出过程受化学反应控制,电解浸出Co的Ea值为17.44kJ/mol。再生钴酸锂材料,具有优异的循环性能和倍率性能。本项目提出电化学浸出与再生理论可为废旧电池材料高效低碳循环利用提供理论参考和技术支撑。

项目成果

期刊论文数量(8)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(4)
A novel process for leaching of metals from LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2 material of spent lithium ion batteries: Process optimization and kinetics aspects
从废旧锂离子电池的 LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2 材料中浸出金属的新工艺:工艺优化和动力学方面
  • DOI:
    10.1016/j.jiec.2017.12.010
  • 发表时间:
    2018-05-25
  • 期刊:
    JOURNAL OF INDUSTRIAL AND ENGINEERING CHEMISTRY
  • 影响因子:
    6.1
  • 作者:
    Meng, Qi;Zhang, Yingjie;Liang, Feng
  • 通讯作者:
    Liang, Feng
Recycling of spent LiCoO2 materials by electrolytic leaching of cathode electrode plate
阴极极板电解浸出回收废LiCoO材料
  • DOI:
    10.1016/j.jece.2020.104789
  • 发表时间:
    2021-02
  • 期刊:
    Journal of Environmental Chemical Engineering
  • 影响因子:
    7.7
  • 作者:
    Siyuan Zhou;Yingjie Zhang;Qi Meng;Peng Dong;Xuan Yang;Peiwen Liu;Qingxiang Li;Zitong Fei
  • 通讯作者:
    Zitong Fei
Use of grape seed as reductant for leaching of cobalt from spent lithium-ion batteries
以葡萄籽为还原剂浸出废旧锂离子电池钴
  • DOI:
    10.1016/j.jiec.2018.05.004
  • 发表时间:
    2018-10-25
  • 期刊:
    JOURNAL OF INDUSTRIAL AND ENGINEERING CHEMISTRY
  • 影响因子:
    6.1
  • 作者:
    Zhang, Yingjie;Meng, Qi;Lin, Yan
  • 通讯作者:
    Lin, Yan
Novel efficient and environmentally friendly recovering of high performance nano-LiMnPO4/C cathode powders from spent LiMn2O4 batteries
从废旧 LiMn2O4 电池中高效环保地回收高性能纳米 LiMnPO4/C 正极粉末
  • DOI:
    10.1016/j.jiec.2019.08.051
  • 发表时间:
    2019-12
  • 期刊:
    Journal of Industrial and Engineering Chemistry
  • 影响因子:
    6.1
  • 作者:
    Meng Qi;Duan Jianguo;Zhang Yingjie;Dong Peng
  • 通讯作者:
    Dong Peng
Novel efficient regeneration of high-performance Li1.2[Mn0.56Ni0.16Co0.08]O2 cathode materials from spent LiMn2O4 batteries
新型高效再生废旧LiMn2O4电池高性能Li1.2[Mn0.56Ni0.16Co0.08]O2正极材料
  • DOI:
    10.1016/j.jallcom.2018.12.359
  • 发表时间:
    2019-04
  • 期刊:
    Journal of Alloys and Compounds
  • 影响因子:
    6.2
  • 作者:
    Zhang Yannan;Zhang Yiyong;Zhang Yingjie;Dong Peng;Meng Qi;Xu Mingli
  • 通讯作者:
    Xu Mingli

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其他文献

Progress in three-dimensionally ordered self-assembly of colloidal SiO2 particles
胶体SiO2颗粒三维有序自组装研究进展
  • DOI:
    10.1016/s1672-2515(07)60123-7
  • 发表时间:
    2003-07
  • 期刊:
    China Particulogy
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    周倩;董鹏;程丙英
  • 通讯作者:
    程丙英
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  • DOI:
    10.16085/j.issn.1000-6613.2019-1767
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    2020
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    曾晓苑
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  • DOI:
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  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
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  • 影响因子:
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  • 作者:
    姜涛;许芳;董鹏;马志
  • 通讯作者:
    马志
光子晶体和胶体颗粒的自组装
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
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  • 影响因子:
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  • 作者:
    董鹏;李群艳;郭省才;程丙英;倪培根;张道中
  • 通讯作者:
    张道中
基于人工智能的CT影像预测肺腺癌浸润性:Meta分析
  • DOI:
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  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    放射学实践
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    黄文君;周秀秀;周陶胡;葛艳明;董鹏;范丽
  • 通讯作者:
    范丽

其他文献

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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