基于有机酸低共熔溶体的可持续回收策略：NMC532再生及其电化学性能

《Separation and Purification Technology》：Sustainable recycling of spent mixed LIB cathodes via organic acid-based DES: NMC532 regeneration and electrochemical performance

本文系统探讨了胆碱氯化物-草酸低共熔溶剂（DES）在锂离子电池（LIB）正极材料回收中的应用。研究表明，该DES体系不仅能高效浸出镍钴锰（NMC）正极材料中的有价金属，还可通过选择性沉淀实现NMC532和LiMn2O4（LMO）的正极材料再生。再生材料经XRD、HR-TEM等表征显示具有优异的循环稳定性（100次循环后容量保持率高）和阻抗特性，且DES可重复使用3次以上，为绿色回收技术提供了新思路。

　　

材料与方法

本研究采用1:1摩尔比的胆碱氯化物（C₅H₁₄ClNO, 99% - CAS号: 67-48-1）和草酸（H₂C₂O₄, CAS号: 144-62-7）合成深共熔溶剂（DES）。所有试剂均购自Thermo Scientific。将混合物在80°C下进行磁力搅拌，直至形成均匀透明的液体。混合型正极粉末是从当地回收设施获得的报废锂离子电池（s-LIBs）中提取的。粉末的制备方法参照先前研究。

深共熔溶剂的表征

胆碱氯化物-草酸（ChCl:OA）DES体系的傅里叶变换红外光谱（FT-IR）、核磁共振氢谱（¹H NMR）、热重分析（TG）以及温度依赖性粘度测量结果如图1所示。

图1a展示了合成DES的FT-IR光谱，与单一组分的光谱相比，突出了振动带的显著变化。胆碱氯化物特有的C-N伸缩峰在DES光谱中不再可见，这表明存在强烈的分子相互作用。此外，羰基（C=O）伸缩带...

结论

本研究采用由胆碱氯化物（ChCl）和草酸（OA）组成的DES——这两种组分均具有环境友好性和经济可行性。需要强调的是，本研究的主要目的不仅仅是优化浸出条件或最大化金属回收率，而是建立一种适用于多种正极化学物质的灵活生产路线。从同一浸出液中成功合成NMC和LMO正极活性材料，验证了...