迈向循环经济：分析方法用于从废弃锂铁磷酸盐（LFP）电池电解液中识别化学物质 Gavin E. Collis, Renée L. Webster, Aaron Seeber, Chris Sheedy, Sherman Wong, Thomas J. Raeber, Yanyan Zhao

《Recycling》：Towards Circularity: Analytical Methods to Identify Chemicals in Spent Electrolytes from Waste LFP Battery Gavin E. Collis, Renée L. Webster, Aaron Seeber, Chris Sheedy, Sherman Wong, Thomas J. Raeber and Yanyan Zhao

　　

摘要

通过运用合成化学中的策略，我们对废弃锂铁磷酸盐（LFP）电池中的化学成分进行了研究。首先使用二氯甲烷（DCM）分别提取电池的正极和负极，然后运用多种分析技术对这些处理前后的电极及DCM提取物进行了分析。共鉴定出26种化合物，包括：(1) 常见电池材料，如LFP、六氟磷酸锂（LiPF₆）、聚偏二氟乙烯（PVDF）、石墨和炭黑；(2) DCM提取物的核磁共振（NMR）光谱显示存在五种主要成分：乙二醇和丙二醇溶剂、六氟磷酸锂（LiPF₆）、四氟硼酸锂（LiBF₄）以及一种未知的氟化物；(3) 水处理后的DCM提取物通过气相色谱-质谱联用（GCMS）分析出21种化学物质，其中包含多种氟化物；(4) 有12种化合物同时存在于正极和负极中，另有3种仅存在于负极；(5) 在这21种化合物中，仅有13种能够被准确命名，4种具有特定的功能特性，还有3种无法被识别；(6) 电感耦合等离子体质谱（ICP）分析显示两种电极及废弃电解液中的铝（Al）、铜（Cu）、铁（Fe）、钒（V）和锌（Zn）含量较高。废弃电解液和电极中存在如此多的化学物质表明电池制造商使用了大量的专有化学物质来提升电池性能。这一研究方法有助于深入了解废弃锂离子电池中的化学成分，但要实现高收率和纯净度的材料回收，需要采用先进的化学技术，并妥善处理这些危险废弃物。