Li-ion batterieswere brought onto the consumermarket by Sony Corp.in the early 1990s [1].Desirable characteristics, such as high energy density, low auto-discharge rate, and high potential difference, made these batteries preferable to the typical Ni–Cd and Ni–MH batteries for many applications.
Moreover, Li-ion batteries are less harmful to the environment. For Li-ion batteries, the main materials used are LiCoO2 in the cathode and carbon in the anode [2]. High potentials obtained with these batteries (approximately 3.70V) hinder the utilization of aqueous electrolytes so that a mixture of lithium organic solvents and inorganic salts is usually required.
Li-ion battery production has been continually increasing since the 1990s, accompanying the consumption growth of portable devices (e.g., cellular phones, microcomputers, and toys). World production of Li-ion batteries increased from 250 to 700 million units between 1998 and 2004 [3]. Residues generated by Li-ion batteries remained at 200–500 tons year−1 from 2002 to 2006. Cobalt constitutes between 5 and 20% (m/m) of this residue,while lithium constitutes 2–5% (m/m) of it [3]. The price of cobalt increased from $15 to $54 per kilogram between 2003 and 2004 [4]. Li-ion battery recycling is of great importance for environmental protection;however, economic factors should also be considered. In the USA,
Japan, France, Germany, and Sweden, battery recycling is a successful practice. For these regions it is useful to study the established recycling processes of Li-ion batteries [5]. The spent batteries can be recycled by pyrometallurgical or hydrometallurgical processes. The pyrometallurgical process is not desirable due to the emission of toxic gases into the environment. The hydrometallurgical process is thusmore favorable froman environment conservation viewpoint.
In the hydrometallurgical process, after battery dismantling occurs, the electrodes are dissolved in concentrated acids. After this stage,the resultant solution,which containsmetal ions, can be recovered in one of three forms: precipitation, extraction, or electrodeposition. Electrochemical recycling is a viable process to produce cobalt metallic films, alloys, andmultilayer depositswith controlled structure andmorphology. For this reason, part of cobalt electrochemical recycling is the study of its electrodeposition mechanism. In order to study electrochemical recycling, it is necessary to analyze the
mechanism of cobalt electrodeposition at different solution pH.
The production of metallic cobalt is accomplished predominantly via electrodeposition in an aqueous solution [6].Ithas been suggested that cobalt electrodeposition at pH< 4.00 occurs together with a hydrogen detachment reaction [6–12]. During this electrodeposition, a rich hydrogen phase can be adsorbed in the deposits, as represented by Eqs. (1)–(4):
batterieswere Li-ion นำเข้าสู่ consumermarket โดย Sony Corp.in ช่วงปี 1990 [1] ลักษณะ .Desirable เช่นความหนาแน่นพลังงานสูงอัตราอัตโนมัติปล่อยต่ำและความแตกต่างที่มีศักยภาพสูงทำให้แบตเตอรี่เหล่านี้กว่าจะปกติ Ni-Cd และแบตเตอรี่ Ni-MH สำหรับการใช้งานจำนวนมาก
นอกจากนี้แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนจะไม่เป็นอันตรายต่อสิ่งแวดล้อม สำหรับแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนวัสดุหลักที่ใช้เป็น LiCoO2 ในแคโทดและคาร์บอนในขั้วบวก [2] ศักยภาพสูงรับกับแบตเตอรี่เหล่านี้ (ประมาณ 3.70V) เป็นอุปสรรคต่อการใช้ประโยชน์จากอิเล็กโทรไลน้ำเพื่อให้ส่วนผสมของตัวทำละลายอินทรีย์ลิเธียมและเกลือนินทรีย์มักจะต้องใช้
Li-ion ผลิตแบตเตอรี่ได้รับการเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องตั้งแต่ปี 1990 ที่มาพร้อมกับการขยายตัวของการบริโภค อุปกรณ์พกพา (เช่นโทรศัพท์มือถือ, ไมโครคอมพิวเตอร์และของเล่น) การผลิตทั่วโลกของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนที่เพิ่มขึ้น 250-700 ล้านหน่วยระหว่างปี 1998 และ 2004 [3] สารตกค้างที่เกิดจากแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนยังคงอยู่ที่ 200-500 ตันต่อปี-1 จากปี 2002 ถึงปี 2006 ถือว่าโคบอลต์ระหว่าง 5 และ 20% (m / m) ที่เหลือนี้ในขณะที่ลิเธียมถือว่า 2-5% (m / m) มัน [3] ราคาของโคบอลต์เพิ่มขึ้นจาก $ 15 ถึง $ 54 ต่อกิโลกรัมระหว่างปี 2003 และ 2004 [4] รีไซเคิลแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนที่มีความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับการคุ้มครองสิ่งแวดล้อม แต่ปัจจัยทางเศรษฐกิจควรจะได้รับการพิจารณา ในสหรัฐอเมริกา
ญี่ปุ่น, ฝรั่งเศส, เยอรมนีและสวีเดน, การรีไซเคิลแบตเตอรี่คือการปฏิบัติที่ประสบความสำเร็จ สำหรับภูมิภาคเหล่านี้จะเป็นประโยชน์ในการศึกษาที่เป็นที่ยอมรับกระบวนการรีไซเคิลของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน [5] แบตเตอรี่ที่ใช้สามารถนำกลับมาใช้โดยกระบวนการ pyrometallurgical หรือไฮโดร กระบวนการ pyrometallurgical ไม่พึงประสงค์จากการปล่อยก๊าซพิษออกสู่สิ่งแวดล้อม กระบวนการไฮโดรเป็นอย่างดีมุมมองการอนุรักษ์สภาพแวดล้อม thusmore สนั่น
ในกระบวนการไฮโดรหลังจากรื้อแบตเตอรี่เกิดขึ้นขั้วไฟฟ้าที่มีการละลายในกรดเข้มข้น หลังจากขั้นตอนนี้การแก้ปัญหาผลซึ่ง containsmetal ไอโอนิกที่สามารถกู้คืนในหนึ่งในสามรูปแบบคือการเร่งรัดการสกัดหรืออิเล็กโทร รีไซเคิลไฟฟ้าเป็นกระบวนการที่ทำงานได้ในการผลิตโลหะโคบอลต์ LMS Fi, โลหะผสม, andmultilayer ควบคุม depositswith andmorphology โครงสร้าง ด้วยเหตุนี้เป็นส่วนหนึ่งของการรีไซเคิลโคบอลต์ไฟฟ้าคือการศึกษากลไกของอิเล็กโทร เพื่อศึกษาการรีไซเคิลไฟฟ้าก็เป็นสิ่งที่จำเป็นในการวิเคราะห์
กลไกของโคบอลต์ด้วยระบบไฟฟ้าที่ pH การแก้ปัญหาที่แตกต่างกัน
การผลิตของโลหะโคบอลต์จะประสบความสำเร็จส่วนใหญ่ผ่านทางอิเล็กโทรในสารละลาย [6] .Ithas รับการแนะนำว่าอิเล็กโทรโคบอลต์ที่ pH <4.00 เกิดขึ้นพร้อมกับปฏิกิริยาไฮโดรเจนออก [6-12] ในช่วงนี้ด้วยระบบไฟฟ้าเฟสไฮโดรเจนอุดมไปด้วยสามารถดูดซับเงินฝากที่เป็นตัวแทนจากสมการ (1) - (4):
การแปล กรุณารอสักครู่..
