华东理工 刘潜AIChE Journal：基于丙酮酸低共熔溶剂的废旧LiCoO₂正极材料高效闭环回收

背景：随着新能源汽车和储能设备的发展，废旧锂离子电池数量激增，其中LiCoO₂正极材料含有高价值锂和钴，回收对于环境保护和资源循环至关重要。然而，传统湿法冶金工艺存在设备腐蚀、二次污染和成本高等问题。研究目的：本研究旨在开发一种基于丙酮酸的低共熔溶剂，实现在温和条件下从废旧LiCoO₂中高效浸出锂和钴，并探索闭环回收路径。结论：成功设计出由盐酸甜菜碱和丙酮酸组成的低共熔溶剂（BeCl:PA摩尔比1:8，加入10 wt%水），在80 ℃下60分钟内实现锂和钴浸出效率分别达99.92%和99.46%。通过动力学分析、光谱表征和理论计算揭示了酸性、还原性和配位协同浸出机理。采用沉淀法回收草酸钴和碳酸锂，并成功再生出电化学性能与商业LiCoO₂相当的正极材料（0.5 C下100次循环容量保持率94.49%）。该工艺在经济效益（利润8.17 $·kg⁻¹）和环境表现上优于传统柠檬酸和盐酸浸出工艺。