废旧锂离子电池中有价金属协同浸出-再生策略：基于乙二醇低共熔溶剂的高效绿色回收

【编辑推荐】本研究创新性地采用乙二醇基低共熔溶剂（DES）实现废旧锂离子电池（LIBs）中有价金属（Li/Ni/Mn/Co）的高效浸出（>90%），结合XRD/SEM/UV-vis多维度表征揭示配位溶解机制，并通过900°C烧结再生正极材料（初始放电容量153.49 mAh g–1，250次循环容量保持率86.03%），构建了"浸出-再生"闭环回收路径，为绿色冶金提供新范式。

　　

Highlight

本研究通过乙二醇与有机酸（柠檬酸、D-葡萄糖酸、苹果酸）构建新型低共熔溶剂（DES），系统探究反应温度、时间、固液比（S/L）和摩尔比对金属浸出效率的影响。在优化条件下（CA:EG=1:5, 150°C; GA:EG=1:2.5, 140°C; MA:EG=1:7.5, 110°C），Li/Ni/Mn/Co浸出率均超90%。XRD与SEM证实DES有效破坏正极材料晶格结构，UV-vis光谱揭示其配位溶解机制。

FT-IR表征DES

红外光谱（FT-IR）显示DES形成时有机酸的羧基（-COOH）与乙二醇羟基（-OH）产生氢键作用：柠檬酸在1755 cm^-1的C=O伸缩振动峰红移，葡萄糖酸在1600 cm^-1出现配位羧酸盐特征峰，苹果酸在1710 cm^-1的羧酸二聚体峰消失，证实DES中分子间相互作用重构。

结论

通过调控煅烧温度发现，900°C再生的正极材料呈现典型层状结构，首圈放电容量达153.49 mAh g^–1，250次循环后容量保持率86.03%，显著优于其他温度样本。该协同策略将DES浸出与高温再生耦合，为废旧LIBs资源化提供"分子设计-工艺优化-性能调控"的全链条解决方案。