伴隨鋰離子電池市場的繁榮與擴張，廢舊電池的資源化回收利用受到越來越多的關(guān)注。由于電池體系的設(shè)計日益復(fù)雜，傳統(tǒng)的冶金工藝難以滿足經(jīng)濟效益和環(huán)境保護的雙重要求。目前廣泛使用的三元正極材料（NCM）包含多種理化性質(zhì)相近的過渡金屬元素，選擇性提取其中高價值的金屬元素是當(dāng)前研究的難點。
近日，中國科學(xué)院化學(xué)研究所郭玉國研究員團隊提出了一種通過調(diào)控金屬離子配位環(huán)境，實現(xiàn)從廢舊NCM中選擇性提取過渡金屬元素的方法。該方法利用新型低共熔溶劑對NCM的高效溶解，巧妙地設(shè)計了連續(xù)的浸出分離過程，通過引入稀釋劑精準(zhǔn)調(diào)控金屬絡(luò)合物的化學(xué)結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)了對Ni，Co和Mn過渡金屬元素的選擇性分離提取回收。同時，該策略對于不同組成的三元正極材料具有普適性，具有廣闊的應(yīng)用前景。
在優(yōu)化條件下，使用低共熔溶劑高效浸出NCM，從濾渣中分離出高純度草酸鎳，通過短暫煅燒，得到用途更為廣泛的氧化鎳。通過引入稀釋劑逐步分離出草酸鈷和氫氧化錳及其氧化產(chǎn)物，使用相同的方法得到高純度金屬氧化物。 利用熱重質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)原位模擬了浸出反應(yīng)，在質(zhì)譜中捕捉到Cl元素的特征信號，首次揭示了浸出反應(yīng)的過程及相應(yīng)的氧化還原產(chǎn)物。核磁表征分析了金屬離子絡(luò)合物的組成和結(jié)構(gòu)，闡明了基于金屬離子配位環(huán)境設(shè)計選擇性分離的理念，為過渡金屬氧化物正極的回收奠定了堅實的理論基礎(chǔ)。 實驗結(jié)果表明，利用該回收策略實現(xiàn)了在廢舊NCM811中選擇性提取NiO，Co3O4，和Mn3O4，其純度分別達到99.1%，95.5%和94.5%，且各元素回收產(chǎn)率接近100%?；厥者^程綠色高效，可適用于不同組成的正極材料，為電池回收策略的開發(fā)提供了新的思路。 論文信息 Selective Extraction of Transition Metals from Spent LiNixCoyMn1-x-yO2 Cathode via Regulation of Coordination Environment Xin Chang, Min Fan, Chao-Fan Gu, Wei-Huan He, Dr. Qinghai Meng, Prof. Li-Jun Wan, Prof. Yu-Guo Guo 文章的第一作者是中科院化學(xué)所的碩博研究生常昕和范敏，通訊作者是孟慶海博士和郭玉國研究員。 Angewandte Chemie International Edition DOI: 10.1002/anie.202202558
