一种双极脉冲电沉积方法，用于从废弃锂离子电池（LIB）正极中选择性分离钴和镍

《Environmental Science & Technology》：A Bipolar Pulsed Electrodeposition Method to Selectively Separate Cobalt and Nickel from Spent Lithium-Ion Battery (LIB) Cathodes

　　

摘要

对电动汽车需求的增长加剧了从废旧锂离子电池（LIBs）中可持续回收关键金属的必要性。一个具体挑战是由于镍（Ni）和钴（Co）的配位化学性质和氧化还原电位几乎相同，因此难以将它们分离出来。在这里，我们报道了一种在重涂深共晶溶剂（DES）中的双极脉冲电沉积策略，该策略能够在不使用水酸或有机萃取剂的情况下实现镍和钴的选择性分离。光谱分析表明，在重涂液中，Ni²⁺和Co²⁺主要以四面体状的[NiCl₄]^2–和[CoCl₄]^2–络合物形式存在；而循环伏安法显示出了不同的氧化还原动力学行为，这种行为可以通过交替的阴极和阳极脉冲进行时间调控。这种动态控制使得镍优先沉积而钴快速被剥离，从而生成具有可调形态的镍富集膜。COMSOL模拟再现了这种周期性的电流响应，并证实选择性源于动力学不对称性而非平衡态下的物种分布。这些发现证实了双极脉冲电沉积方法在镍和钴选择性分离中的应用，为绿色电化学金属回收和循环电池资源管理提供了新的解决方案。