表面活性剂修饰界面上CO2与CH4吸附热力学及选择性分子动力学研究

本文创新性地结合优化预处理与控温盐焙烧技术，开发了阶梯式回收废锂离子电池（LIBs）的高效方法。通过(NH4)2SO4盐焙烧（550℃, 2h）实现正极材料选择性转化，锂以Li2SO4形式水浸回收率超98.3%，过渡金属（Mn/Co/Ni）酸浸效率达99%以上。研究揭示了焙烧过程中的两阶段反应机制（氧化还原-硫酸化反应→离子交换反应），为可持续资源回收提供了新策略。

　　

Highlight

本研究创造性融合优化预处理与可控盐焙烧工艺，开发了阶梯式回收废锂离子电池（LIBs）的高效协同技术。通过精准调控盐焙烧参数（550℃, 2h, n[(NH₄)₂SO₄]:n[2Li]=1.33），实现正极材料完全分解转化为Li₂SO₄、MnO、CoO和NiO，水浸法选择性提锂效率突破98.3%。

Thermodynamic Analysis for the salt roasting Process

热力学分析揭示了盐焙烧反应机制：图2(a-c)的TG-DTG曲线显示，(NH₄)₂SO₄与预处理正极材料混合体系在200-400℃出现显著质量损失峰，对应铵盐分解产生的NH₃和SO₂气体释放。未处理正极材料混合物则表现出延迟的热分解行为，证实预处理有效降低了反应活化能。

Conclusion

通过改进预处理与盐焙烧的协同工艺，我们实现了废LIBs中有价金属的高效选择性提取。创新性揭示了盐焙烧微观机制：第一阶段是正极材料与(NH₄)₂SO₄的氧化还原-硫酸化反应，第二阶段为Li₂O与过渡金属硫酸盐的离子交换反应。该工艺兼具环境友好性与经济可行性，为NCM材料工业级回收提供了新范式。

（注：严格保留原文专业术语如Li₂SO₄、(NH₄)₂SO₄等格式，省略文献引用标识及图表标注）