2030年全球电动汽车年销量将达2440万辆！

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介绍

清洁能源需求和向电动交通尤其是电动汽车（EV）的转变大幅增加。世界各国政府开始立法禁止销售汽油动力汽车，而汽车公司则计划专门生产电动汽车。据悉，自 2011 年以来，全球电动汽车市场每年增长 40% 至 70%，2019 年新电动汽车销量超过 210 万辆。彭博社预测这一趋势将持续下去，到 2030 年，全球电动汽车年销量将达到 2440 万辆。

锂离子电池（LIBs）是电动汽车的主要储能来源，对可持续交通至关重要。电动汽车需求的快速增长意味着对电动汽车昂贵部件锂离子电池的巨大需求。据报道，到2030年，全球电池消费量预计将以每年25%的速度增长，达到2.6GWh。锂离子电池产量的增加直接增加了对原材料的需求，包括锂（Li）、钴（Co）和镍（Ni）。近年来，由于“供需”失衡，这些材料的市场价格波动较大；而废弃锂离子电池的堆积对环境存在潜在风险；金属资源消耗的增加是不可持续的。因此，必须发展高效、经济、可持续的锂离子电池回收利用。

锂离子电池中金属的回收实际上可以分为三类：1）火法冶金、2）湿法冶金和3）直接回收。其中，火法冶金最为发达，采用1200至1600°C的高温熔化电池材料，金属回收率高达~100%。这是适用于大多数电池的通用方法，在欧洲、美国和日本被广泛使用。但是，由于会产生氟、二恶英和呋喃等有害污染物，因此能耗高且对环境不友好。应用难度大，需要额外的步骤。回收的金属/合金产品不能直接用于电极制造。相比之下，湿法冶金更灵活，使用化学溶剂浸出目标金属，然后进行提取和净化。然而，在分离具有相似性质的元素方面存在实际问题，并且会产生大量废物，对环境构成风险。 尽管火法冶金和湿法冶金已实现商业化规模，但在经济性和可持续性方面仍然存在问题。直接回收，即保留阴极晶体结构以直接再生电池组件，由于减少了能源消耗和浪费，实际上更具吸引力。该技术主要用于回收 LFP（磷酸铁锂），目前仍处于实验室和中试规模。据报道，由于输入化学“敏感性”和回收电池材料的质量较差，该技术尚未得到很好的发展，因此未被广泛采用。因此需要合适的方法来可持续地回收锂离子电池。

深共熔溶剂 (DES) 因其独特的性能（包括高金属选择性、成本效益和“绿色”）而引起了锂离子电池回收的关注。它们消除了当前火法冶金、湿法冶金和直接回收方法的重大缺点，即高金属选择性、能源成本、产生危险废物和实验室规模限制。DES 的技术优势，特别是在金属选择性、溶剂可回收性和对所有表观阴极类型的适用性方面，使其适合在绿色电池行业进行商业化和开发。

简单的介绍

最近，在这篇综述中，澳大利亚阿德莱德大学的郭在平及其团队对DES在锂离子电池正极回收中的进展和应用进行了批判性评估，重点关注合理的设计和改进策略以消除实际问题。建立了DES的发展，对类型进行了分类，选择了重要特征并进行了定量测量。对DES的设计和最新进展进行了分类，获得了对LIBs高效回收的见解，并报告了新的实验数据。展示了浸出液中的浸出机理和金属回收率，并评估了DES稳定性和可重复使用性以及工艺优化的局限性。还提供了可持续DES的可能性和实际挑战的比较流程图，以及对未来可能的方向和结果的展望。结论是DES可以实现废旧锂离子电池正极的绿色回收和重要金属资源的回收。该研究结果将引起研究人员和制造商的兴趣并有益于开发循环环保的电池价值链。 该项研究以“Deep-

介绍

作为湿法冶金方法的一个分支，DES与生产新电池的工艺类似，如图1a所示。与传统湿法冶金相比，DES具有相同或相似的浸出效率，且更经济、更节能；无需额外的还原剂或废物处理。图1b显示了DES对无机酸和有机物的浸出路径比较。因此，DES适用于大规模和可持续的电池回收。

[图1] DES 和其他用于回收废旧锂离子电池的湿法冶金路线。

01

深共熔溶剂 (DES) 在锂离子电池回收中的开发和性能

1.1 发展

DES的发现和废旧锂离子电池回收利用的发展如图2a所示。DES最早由等人于2003年报道，当时他们研究了氯化胆碱 (ChCl) 和尿素混合物的性质，与单个成分相比，混合物的熔点显著降低。DES的特点是合成简单、毒性低、可生物降解，并能溶解金属盐和纤维素等多种物质。这些独特的性质使DES可用于许多有利的应用中，包括化学反应、电化学、二氧化碳吸收和金属回收。自2003年以来，据报道DES具有广泛的应用，包括用作溶剂和电解质。重要的是，等人在2006年报道了DES在溶解金属氧化物中的应用，展示了从矿石、电子垃圾和工业过程中提取金属。2019年，Tran等人报道了DES在溶解金属氧化物中的应用。 报道了拆解LIB后DES溶解正极材料，即通过浸出液过滤分离箔、粘合剂和残留导电碳。他们报告说，DES（ChCl-EG）从LCO（锂钴氧化物）中浸出了99.3%的钴，还可以从NCM（镍锰钴氧化物）中有效提取71%的锂和32%的钴。随后，DES受到了广泛的研究关注，并显示出在未来可持续电池回收方面的巨大希望。DES配方是针对特定金属和工艺开发的。例如，在2020年，研究人员报道了一种由ChCl与尿素、柠檬酸、苹果酸（MAL）、丙二酸、草酸和PSA（对甲苯磺酸）组成的DES体系。 2021年，其他研究团队开发了含ChCl和单羧酸（甲酸FA、乙酸AA、丙酸PA、正丁酸BA）的新型DES，同时从渗滤液中回收金属并再利用DES。

[图2] (a) DES的开发和在废旧LIBs回收中的应用时间表；(b) 关键词为“深共晶溶剂”、“废旧LIB回收”和“深共晶溶剂LIB回收”的出版物；(c) LIB回收中常用的DES中的HBD和HBA。

根据（2023年8月访问）的调查结果，近二十年来，报道DES及其在废旧锂离子电池回收中应用的论文数量大幅增加。2022年，关于DES的论文数量是废旧锂离子电池回收论文数量的5倍以上。然而，关于用DES回收废旧锂离子电池的论文数量仅占废旧锂离子电池回收总量的2.3%。

通过将氢键受体（HBA）和氢键供体（HBD）按特定比例组合，可以轻松制备 DES。根据组成成分，DES 可方便地分为五 (5) 种类型，即 I 型包含有机盐和金属盐，II 型类似但使用金属盐水合物，III 型包含有机盐和 HBD，IV 由金属盐和 HBD 组成；V 型是一种新兴的非离子 DES，包括薄荷醇、百里酚和三辛基氧化膦 (TOPO)。其中，I、II 和 IV 型共晶常用于金属沉积、超导体和激光器。据报道，III 型 DES 可用于电池回收。DES 的类型如图 2c 所示。

1.2 DES的理化性质及测定

DES的性能与还原性、酸性和粘度等性质直接相关。此外，它们可能具有毒性。

还原性。DES的还原性对于确定高价金属的浸出效率很重要，并且受HBD成分的显著影响。因此，必须准确确定HBD的还原能力。福井函数计算和电离电位（IP）值是定量比较DES还原性的两种方法，重要的是，可以通过循环伏安法（CV）测试进行预测。福井函数基于密度泛函理论（DFT），用于确定反应过程中电子密度的变化。fA值是基于“攻击”类型和能力的原子还原性。该计算确定HBD在氧化过程中丢失电子的概率，计算如下：

其中 (-1)、() 和 (+1) 分别为该物种中原子 A 上的阳离子、中性和阴离子电荷。

IP值体现了氧化还原反应和电子转移，低IP值表示强还原性和（更多）还原性DES。根据在电子去除过程中是否考虑电子密度的弛豫或重组，IP可分为1）垂直IP（VIP）和2）绝热IP（AIP）。VIP是分子在不改变结构的情况下失去一个电子所需的最小能量，而AIP是原子的弛豫能量。据报道，VIP与氧化电位呈线性关系，允许在DFT中根据最高占据分子轨道（HOMO）能量的负能量值直接预测还原性质，即：

其中N为分子中的电子数，不带电中性分子势（）和分别为分子失去电子时的垂直和绝热势（-1）和（-1）能量。

VIP和AIP值对于了解DES的还原能力以及设计和优化DES进行金属回收非常重要。

酸度。DES的酸度显著影响过渡金属离子从废旧锂离子电池正极材料中的浸出。一般来说，据报道酸性DES比中性和碱性DES更能溶解金属氧化物。在报道的DES中，ChCl-尿素呈碱性，pH为8.9，ChCl-甘油和ChCl-EG呈中性，25°C时的pH分别为7.5和6.9，而其余DES通常用作酸性，pH范围为0至3.52。然而，直接测量某些DES的pH值并不实用，需要用水稀释，这会改变DES的氢键结构。一些DES，特别是疏水性的DES，是非水性的，无法通过pH测量来区分。因此，有必要根据具体性质使用替代方法（包括哈米特酸度（H0））来量化DES体系的酸度。哈米特酸度适用于高浓度的酸性溶液或pH值为负的非水体系。 该测定依赖于紫外-可见光谱法，使用水中的碱性指示剂来测量指示剂质子化和去质子化形式的吸光度比。56 后，DES 的酸度计算公式为：

其中 I 为指示剂，为指示剂在水中的离子平衡常数，为添加 DES 之前和之后测得的吸光度比 ()[]/[-]。H0 值与酸性容量成反比。这种酸性量化对于设计具有所需粘度和氢键性质的 DES 非常重要，尤其是对于介电常数低于亲水性 DES 的疏水性 DES。

粘度。DES 的粘度比水溶液大，在环境温度下大多数粘度 >100 cP。高粘度会对传质、相分离和离子电导率产生不利影响，而粘度过低则表明 DES 组分内的分子间氢键网络较弱，导致金属溶解降低。对于基于 ChCl 的 DES，粘度与 HBD 类型密切相关。使用醇、羧酸、糖或无机盐可以增加粘度。在实际应用中，可以通过添加特定量的水或提高温度来调整 DES 的粘度。水的存在可以显著降低 DES 的粘度，有时可以降低 10 到 30 倍，据报道在室温下 ChCl-OA 中可以降低高达 200 倍。然而，“过量”的水会改变 DES 的氢键结构，不利于高效浸出。 有报道指出，温度与DES黏度之间存在一定的关系，在窄温度范围内可用模型描述，在宽温度范围内可用Vogel方程（VFT）模型描述，即：

其中 η 为动态粘度，E 为活化能（kJmol-1），A 和 A´（Pas），B（K）和 T0（K）为经验常数。这有利于通过控制水含量或温度来实际设计具有适当粘度的 DES。

生物降解性和毒性。由于 HBD 和 HBA 的“天然性”，据报道所有 DES 都“易于生物降解”，但尚未报道全身毒理学。DES 可以通过氢键形成超分子结构，因此有必要找到定量方法来确定生物降解性和毒性。DES 的生物降解性通过 OECD 指南 301D 中描述的“闭瓶”试验测量，并单独报告。胺基 DES 的生物降解性最高，其次是糖基、醇基和酸性 DES。据报道，HBD 中的羟基表现出积极作用，但假设水含量具有双重影响。 值得注意的是，关于DES微生物毒性的报道很少，但所用方法的信息有限，即：1）琼脂和肉汤稀释法已用于确定在特定测试条件下可导致微生物完全死亡的抗菌剂的最低抑菌浓度——但这不适用于粘性或HDES；2）孔扩散和纸扩散被用作通过测量抑制区直径来确定DES抗菌活性的简单方法，但据报道这些方法不适用于HDES并且不可重复；3）测定，使用生物发光细菌进行体外试验以确定稀释的DES样品的毒性，包括基于ChCl的DES，但这仅给出相对毒性；4）基于FTIR的生物测定，使用FTIR光谱变化来估计DES的毒性。该方法产生可用于分类和相对定量的代谢指标，具有快速和可重复的能力。

为了确保DES在LIB回收（和其他应用）中的安全使用，得出结论，定量测定物理化学性质非常重要。

02

DES在锂离子电池回收中的应用

2.1 DES的设计

为了在温和的反应条件下提高浸出效率，已报道的研究主要通过精细调整成分来针对性地设计DES。表1列出了已报道的研究结果的比较总结以及本文作者未报道的新发现。结果包括以ChCl为HBA制备的含有不同HBD的亲水性DES，以及以DL-薄荷醇为HBA制备的疏水性DES。

2.1.1 调整HBA和HBD

据报道，根据HBA的不同，DES可分为氯化物基和醇基两大类。例如，对于以ChCl为HBA的氯化物基DES，ChCl-醇和ChCl-胺基DES需要较高的浸出温度，而ChCl-羧酸DES在温和的浸出条件下运行，且无明显腐蚀。据报道，以EG或PEG为HBA的醇基DES需要更长的浸出时间（≥6 h）。在相应的DES类型中，有机酸与ChCl2的摩尔比通常高于醇。该报道的研究结果证实了ChCl-羧酸DES回收正极活性材料的能力。

但氨基酸基DES表现出1型毒性，因此有文献报道需要谨慎控制摩尔比以最大程度地降低毒性。HBA和HBD都会影响DES的毒性，其中HBD的影响更大，因此建议选择2型DES而非1型和3型。75等人报道了基于ChCl的DES体系与HBD等强配体和弱配体的比较，配体配位能力较强的DES体系表现出更好的浸出效果。DES的浸出性能还受酸性的影响，由羧酸的pKa可以看出，酸性更强的DES表现出更好的浸出性能。有文献报道，还原性较强的DES可以提高废锂离子电池的浸出效率。 除了成分调整外，据报道，需要仔细考虑 HBA 与 HBD 的摩尔比，此外，还需要仔细考虑 DES 中的添加剂（包括乙醇和去离子水）的影响。在含有酒精和 ChCl 基 DES 的二元混合物中，粘度随醇链的增长而增加。因此，这些添加剂具有改变 DES 物理化学性质并影响浸出性能的实际潜力。重要的是，通过策略性地选择和优化影响毒性、复杂性、酸性、还原性和粘度的 DES 成分，可以为特定的 LIB 化学“量身定制”DES。

2.1.2 DES中水含量的控制

水作为添加剂的存在对于 DES 在 LIB 回收中的应用具有重要意义，据报道最佳水含量为 5-10w/w%。其中一个优点是能够不成比例地降低粘度，从而可以在较低温度下实现固液分离，而无需使用有毒稀释剂（例如 DMSO）。通过降低粘度，回收的安全风险更少，而且更环保。此外，低浓度液体（包括含有 DES 的水）具有更高的离子扩散速率。这对浸出有利，因为它由扩散控制。值得注意的是，与其他试剂相比，使用水更具成本效益。由于水随时可用、价格合理且（通常）没有物流复杂性，因此有助于提高锂离子电池回收的经济可行性。

然而，不成比例（过量）的水含量会破坏DES的氢键结构，导致金属离子的组成和行为发生变化，从而影响浸出效率。例如，Choi（2021）报道了在水含量> 30 w/w%时，Ni2+和Co2+金属在ChCl-尿素溶液中的水解以及EG丙二酸体系中EG配体的替换。因此，保持适当的水量对于维持DES内金属配合物的氢键结构和稳定性非常重要。据报道，这可以最大限度地减少回收后可能昂贵的废水处理。

2.1.3 考虑疏水性

DES 报道的关于DES的研究成果大多是针对亲水性DES。疏水性DES（HDES）自2015年起开始报道。亲水性DES的定义包括能够吸收>0.2w/w%的水、粘度更大、溶剂更少。据报道，离子型HDES是由长链烷基铵盐（HBA）和疏水性有机溶剂（HBD）结合制备而成，而非离子型HDES则是由薄荷醇衍生的萜类化合物与不同碳链长度（C1-C18）的烷基羧酸结合而成。

Osch 等人首次报道了使用含癸酸 (decA) 和利多卡因的 HDES 从水中选择性去除过渡金属。等人报道了 DL-薄荷醇和羧酸的疏水特性。从那时起，有关新型 HDES 的开发及其实际潜力的重要研究不断涌现。然而，HDES 主要用于溶剂萃取以从溶液中回收金属。例如，等人7 报道百里酚-癸酸 HDES 可在弱酸性溶液中选择性地将 Cu2+ 与 Co2+ 和 Ni2+ 分离。Chen 等人报道，当使用 1:1 O/A、70% TBP 和 1.5 molL-1 氨时，含四丁基氯化铵 (TBAC) 和油酸的 DES 可以从溶液中提取 Li+，最大效率为 76.8%。 研究发现，由 TOPO 和 decA（1:1）组成的 HDES，通过添加 0.1 M 抗坏血酸 (AsA, VC) 和 2.5% 的水，可以有效从 LCO 中浸出 93.0% 的锂和 90.6% 的钴，然后分别在水相和沉淀相中选择性回收 Li2+ 形式的草酸和草酸钴，纯度均为 >99%。HDES 易于再生且不会发生明显分解，而且其对 LCO 和 NCM 的多功能性使其在电池回收方面优于亲水性 DES。然而，由于 HBD 和 HBA 对 HDES 疏水性的强烈影响，因此需要仔细选择成分。值得注意的是，不建议使用利多卡因作为 HBA，因为质子化的利多卡因在水中的溶解度很大，需要额外的废水处理。最近，Paul 等人。 报道了 DFT 来确定以 DL-薄荷醇作为 HBD 并以选定的羧酸作为 HBA 的疏水性 DES 的形成和稳定性机理。这些 DES 的稳健性归因于高度互连的氢键和分散相互作用网络。据报道，由于范德华相互作用更强，具有 8-12 个碳的长链脂肪酸比短链 (C1-6) 更稳定且反应性更低。

结论是，疏水性DES在锂离子电池回收中具有实际应用潜力，但需要进一步研究以设计绿色高效的疏水性DES。这将涉及确定具有疏水性的合适成分，确定最佳共晶组成，优化HDES性能，并确定HDES在回收中的性能。

2.1.4 将 DES 与其他试剂/预处理相结合

浸出选择性是DES的一大优势，可通过调节HBA和HBD组成、控制含水量或考虑DES的疏水性来实现。值得注意的是，DES与其他试剂或预处理的组合已被报道可以提高金属资源的浸出选择性。据报道，Chen等人提出了一种使用甲酸（FA）的两步浸出体系：1）在90°C下反应12小时选择性去除99.8％的锂，然后，2）ChCl-FADES在70°C下反应12小时从LCO或LMO残渣中浸出99.0％的钴或锰。据报道，该设计源于由于Co(HCOO)2·2H2O和Mn(HCOO)2·2H2O的不溶性，甲酸对锂具有优异的浸出选择性。通过在适当条件下加入饱和NaOH，单独浸出液中的锂和钴都被回收为和CoCO3产品。Luo等人报道了使用 ChCl-OA 的 DES 在 110 °C 下持续 2.5 小时从 LCO 正极中浸出锂和钴。加入水通过将 Co 沉淀为·2H2O 来选择性地将钴与锂分离。据报道，这种 DES 浸出和加水的组合也适用于 (Ni0.5Co0.2Mn0.3)C2O4·2H2O 的共沉淀。据报道，Wang 等人设计了一种 ChCl 和紫外线照射的组合来回收废正极。首先，在 106 °C 下 110 分钟内通过 DES 将 95.3% 的锂和 85.2% 的铁浸出到溶液中，然后通过紫外线照射 8 小时将铁回收为·2H2O。将残留浸出液加热并与 NaOH 反应获得。唐等人提出将1ChCl-8EG与臭氧结合，在40℃下加热6小时，从废物中选择性浸出≥92.2%的锂，Fe杂质≤1.6%。浸出液在150℃下加热0.5小时，得到纯锂溶液，然后真空蒸馏和煅烧得到LiCl。

总之，用于 LIB 回收的 DES 设计对于高效和可持续的工艺具有巨大的实际潜力。通过仔细选择 HBD 和 HBA 组分的摩尔比、添加改性剂、控制水含量、探索疏水性 DES 以及与其他试剂或预处理相结合，可以显著提高回收效率和选择性。然而，还需要更多的研究和开发来充分利用 DES 在效率、可持续性和环境影响方面的优势，以实现实际回收。

2.2 废旧锂离子电池中金属氧化物的浸出

为了最大限度提高DES锂离子电池的浸出效率，需要优化浸出条件，包括HBD/HBA摩尔比、含水量、浸出温度和时间、固液比（S/L）等，以定量确定对浸出效率的影响（如图3所示）。可利用微波等外部辅助手段促进浸出。

[图3]浸出参数和外部辅助对浸出LIBs中DES性能的影响。（a）HBA/HBD摩尔比；（b）H2O含量；（c）温度；（d）浸出时间；（e）L/S比。

2.2.1 浸出参数

DES中HBA与HBD的摩尔比对有效浸出非常重要，比例过高或过低都会对浸出产生负面影响。Luo等发现，随着BeCl与EG比例的增加，NCM的金属浸出效率先升高后降低，最佳比例为1:5。Tang等报道了选定EG与SAD摩尔比的DES二元相图，并得出结论，成功形成DES需要8:1以上的比例。在确定LCO对浸出效率的影响时发现，当比例从10:1增加到12:1时，浸出效率可以保持恒定。这是因为羧基和磺酸基团的存在分别提供了足够的质子和配位组分。然而，由于SAD的量减少，据报道当比例超过16:1时效率会下降。

无论是亲水性还是疏水性DES，水含量对于浸出都非常重要，水含量可以保持DES的粘度，从而改善DES的性能和传质。此外，水分子产生的氢离子会破坏正极的层状结构，导致金属离子的释放。据报道，等得出结论，当加入的水量为2O时，浸出效率最高。Lu等报道了水含量在三种不同的DES（例如ChCl-PSA、ChCl-Mal和ChCl-PSA-Mal）中的影响，发现浸出效率随着水含量的增加而降低，因为水和DES分子之间的竞争削弱了DES对LCO中金属离子的亲和力。Goto报道了HBTA/TOPO与AsA的HDES在LCO浸出中的应用。水的加入显著促进了Li和Co的溶解，据报道这归因于水在AsA的帮助下参与了Co(III)还原为Co(II)的过程。

温度和时间是影响DES和LIB之间浸出的重要参数。较高的温度有利于金属的提取，因为粘度降低，反应动力学增加。然而，高温会导致杂质溶解和溶剂快速挥发，从而降低L/S比并阻碍反应的完成。Tran等人报道，1ChCl-2EG对于溶解废LCO中99.3%的Co非常实用，并且共晶溶液的“暗度”与Co浓度呈线性关系。据报道，当温度从25°C升至220°C并持续24小时时，颜色从透明变为深蓝色，表明四氯钴酸根(II)阴离子([COCl4]2−)中Co的浸出增强。延长浸出时间可以实现更多的相互作用，但达到了最大值。据报道，Chen等人研究了时间对DES中从LCO中提取Co的影响。 他们发现，在24小时内，CO浓度的增加证明了从透明到蓝色和黑色的加深颜色的变化。

当固体比率高并且固体样品的量不成比例时，系统变得非常粘，并且很难搅拌，并在用来的LIB和DES之间进行足够的接触，从而导致渗出效率低下，“多余”会导致较低的效果。 g至9 g。

2.2.2外部艾滋病浸出促销

为了增强DES的溶解性能，包括增加额外的还原剂和微波暴露的外部援助。与单个组成部分相比，Al和Cu的存在较高。添加1WT％VC提高了LCO的LI和CO的浸出效率。 然而，由于Ni2+的高溶解性，NCM在DES中的降低，这些发现的能力增强了系统溶解氧化态的能力。锰达到96％，时间大幅减少到15分钟，与Zhu等人的传统浸出方法形成鲜明对比。 微波产生的电场在活性成分中产生偶极力矩，从而达到超快浸出性能。

因此，外部辅助可以改善反应动力学，减少浸出时间，降低浸出温度并提高浸出的整体效率。

2.2.3浸出机制

但是，浸出机制仍然很少了解，但该机制似乎与质子活性和DES的降低性有关，并且金属中间体的协调性。由于用过的电池含有高价值的金属氧化物，因此可还原性是比酸度和协调性更重要的参数

【图4】DES的浸出机制是还原，酸度和络合的复杂相互作用。

DES的降低是指将高价值金属转换为低价值状态的能力，以促进溶解（主要是HBD）。 LCO分别为97％和94.7％。锂的浸出效率从61.2％至94.7％。 据报道，基于IP的计算和CV测试，选择了有机酸，例如ACA，CA，PSA和L-ASA降低了无机酸的降低可降低性与IP相关，L-ASA具有最高的降低性，而ACA具有最低的降低性，将这四（4）个有机酸与CHCL和水混合在一起，以合成L-ASA的DES，基于L-ASA的DES表现出最大的浸出效率，因此可以降低均匀的效率。

当HBD的酸度起源于HBD，作为氧化物的氧化物，通过将CHCL与甲酸，丙酸，丙酸和N型二级效果相混合来溶解金属氧化物。 DES-P和DES-B。 , the of MAL and PSA with ChCl (ChCl-MAL-PSA) was to have for Co and Li than using acid as a HBD. This was to the of the MAL-PSA , in of LIB in the DES to the DES. , Yan et al. that GUC-based DES to ChCl-based DES, and LA was more than GA when used as the HBD for both types of DES. Among the four DES, the of Li and Co with . , the of GUC-LA by 1% VC LCO . , it was found that , like rate, had no clear with , when ions were to leach the or when the HBD had a .

DES的协调能力是在固体中固定低价值的金属离子，以溶液的形式固定溶液；这与HBA和HBD有关。 - 在相同的条件下浸出LCO和相同数量的CL，而GHC灯的性能归因于CL在GHC中的强大协调能力。 报道了通过使用DMSO作为稀释剂作为稀释剂的DMSO，通过稀释的稀释剂来调整这些金属离子的选择性分离。结论一下，这一发现对实际的工业应用有影响，包括通过稀释来控制金属化合物的溶解度，以影响协调性能。

DES的浸出依赖于酸度，可降低和协调，但尚未广泛报道。在DES系统中建立了LI和CO的原位分离（例如，这包括通过H+离子替代（OAD）和H-COO2暴露的Li+离子，用CO3+离子的 ACID ，以生成[CO（C2O4）3] 3]，然后是Co3+ Fine and。 Ca-30％H2O）用于浸出NCM。 有效性归因于强协调的协同作用（来自BECL），酸度（来自Becl和CA的电离H+）以及降低功率（CA）。

弹性核心模型是一个广泛报道的动态模型，描述了固体材料在液相中的浸入，适合于DES中溶解动力学。

2.3金属回收和DES REUSE

在Lib的DES浸入后，将大多数有价值的金属转移到浸入液中。

2.3

根据报道，在将草酸用作HBD时，化学沉淀可以选择性地将LI的交易金属分离出来，而无需添加或调整pH值（CO，NI，MN）3O4，作为电池组装中阳性物质的前驱动体，在电位恢复中显示出令人满意的稳定性。

对于包括CHCL-2UREA，2CHCL-LA，CHCL-LA和GUC-LA-VC的HBD。 -ca-35％H2O，CHCL-2EG和CHCL-OXA。

2.3

使用DES浸入液作为电解浴，使用典型的3电极构型沉积过渡金属离子，包括从CHCL-2EG和CHCL-2UREA中成功回收CO​​。

尽管回收锂的电力尚未得到广泛报道，其能量比DES本身更昂贵，它具有快速恢复，易于的金属收集和底物回收，高产品纯度和无次级污染的效率。

（3）DES应用于LIB正极回收的商业机会和挑战

由于金属选择性的优势，溶剂的回收利用以及所有类型的阳性电极的广泛适用性，因此使用废物锂离子电池的再利用似乎具有商业化的实用性和可持续金属回收的潜力。

为了通过上述搜索来评估业务相关性，通过搜索“↑优先日期”中搜索单词来确定des 的严格审查。

尽管显然缺乏商业规模的应用，但还报告了学术机构和电池公司之间的合作项目。

通过使用传统湿冶金的相似性，可以根据DES的使用设计商业化回收，如图5所示。

[图5] DES商业回收示意图包括LIB预备，DES制备，浸入，金属回收，DES再生，金属复合产品和后应用。

（1）锂离子电池的阳性电极材料的变化

电动汽车中使用的电池阳性材料具有多种组件，包括LMO，LFP，NCA和NCM，以及收集各种电池化学物质，以供回收物质。离子，溶剂提取，降水和电化学方法，从各种阳性杆材料中获得恢复和纯化的靶向金属

（2）可设计性，稳定性和可回收性

DES的设计性对于在不同的LIB中的有效浸泡非常重要。工业量表的创新方法需要改善DES的回收。

（3）毒性和生物降解

在各种应用中，重要的是研究人类和环境安全的标准化法规，可以得出结论，酒精的毒性是最少的，其次是酰胺，除了ACA之外；

（4）过渡金属的选择性分离和锂的优先级回收

选择性回收锂离子电池阳性材料是重复使用的主要挑战。 CO和LFP，需要发现更多措施，以从NCM或混合阳性杆中恢复锂。

（5）低杂质和产品纯度

当前的锂离子电池显然是复杂的，尤其是在报道中涉及的材料的预处理。

（6）需要一个全面的回收过程

目前，人们对DES在DES回收中的安全性，高效和可持续的可设计性知之甚少。

优化的浸入式浸入金属的效率尚未系统地报道。

从实验室的规模到商业规模的规模，包括材料处理，过程控制，大量杂质管理的复杂性增加以及市场波动不一致，这有许多实际困难。

总结与展望

回收开发对于可持续的电池和汽车行业非常重要。

目前，DES持续发展的障碍是在以下方面找到平衡：1）实现高金属浸入效率，2）确保DES的绿色，3）3）促进可重复使用的DES。

技术：将DES从现有的大规模应用中融合在一起是可行的，因为它类似于传统的冶金学金属，主要的性能是使用的较差）浪费材料的类型非常大，并且需要重复每个元素的浓度。

尽管在DES上，选择性分离和回收过渡金属在技术上是可行的，但由于使用大量有机溶剂而存在问题，并且需要多种分离条件。

环境：与传统的冶金试剂相比，DES显示出良好的环境特征，包括高生物降解性，低毒性和出色的可回收性，通过燃烧将金属产物转化为盐体，然后转化为新的阳性电极材料，可能会产生危险浪费，例如从释放的CO2沉淀。

尽管有报道称回收DES（通常是多次），但浸入效率仍然有限。

绿色化学指标的计算将用于确定DES回收的可持续性。

经济学：经济学对于回收利用非常重要，包括原材料，投资，能源消耗以及潜在的副产品和废物，摩尔和可回收的价格分析（在大多数情况下）。但是，当反复使用2个或更多周期时，它比草酸高3.75。

但是，基于1吨LIB的正面发展，为了提高经济利益而消耗的DES回收成本和DES组件的估计很少。

结论是，由于DES在金属选择性，溶剂回收以及所有积极类型的广泛应用方面具有显着的技术优势，因此它可以实现废物锂离子电池的正极电极的绿色回收，并在实际商业化中回收重要的金属资源。

参考

Wang，J。，Lu，Y.，Zeng，R。等。

doi：10.1039/

＃专业报告＃

“关于钠离子电池技术的发展和行业前景的研究报告”

▲上述报告由深水技术咨询

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