Reciclagem de eletrodo positivo de baterias de íon-Li exauridas utilizando ácido cítrico como lixiviador e precursor na formação de eletroquímica de Co(OH)2/Co3O4/LiCoO2 e química de Co3O4/LiCoO2 e LiCoO2

Abstract

Neste trabalho, cobalto e o lítio presente em cátodos de baterias íon-Li exauridas de celulares Samsumg® e de notebook HP® são recuperadas em um processo hidrometalúrgico. Neste processo, o ácido cítrico é utilizado como agente de lixiviação. A partir da solução lixiviada desenvolvem-se rotas eletroquímica e química para reciclagem de cobalto e lítio. Na rota eletroquímica e com o auxílio da técnica cronopotenciometrica, obtem-se filme fino de um material misto composto por Co(OH)2,Co3O4 e LiCoO2. Devido à grande estabilidade dos complexos de cobalto e lítio na solução lixiviada, uma densidade de corrente de -0,45 Acm-2 e densidade de carga (250, 300 e 350 Ccm-2) são usadas para deposição do Co(OH)2,Co3O4 e LiCoO2. A reciclagem eletroquímica apresenta baixa eficiência de carga de eletrodeposição (em torno de 4,0 %) e o material reciclado tem capacitâncias de 8,39 mF/g para 350 Ccm-2. Para a rota química de reciclagem é utilizado o método de sol-gel. O material precursor é calcinado em diferentes temperaturas (250 °C, 350 °C, 450°C, 650 °C e 850 °C). O material reciclado pelo método de sol-gel, trata-se de uma mistura de óxidos (Co3O4/LiCoO2) para os precursores calcinados até a temperatura de 650 °C. Para o precursor calcinado a 850 °C forma-se apenas o LiCoO2. As misturas de óxidos (Co3O4/LiCoO2) calcinadas em diferentes temperaturas são testadas como catalisadores da fotodegradação do corante azul de metileno. O catalisador calcinado à temperatura de 450 °C tem a melhor atividade catalítica, degradando 90% do azul de metileno em 10 horas de fotocatálise. Medidas eletroquímicas são feitas com o óxido LiCoO2 calcinado a temperatura de 850°C. A voltametria cíclica do LiCoO2 reciclado apresenta boa reversibilidade de intercalação e desintercalação de lítio nos sítios do óxido de cobalto. O LiCoO2 reciclado é um material promissor para fabricação de cátodos de baterias íon-Litio. Esse estudo fornece importantes parâmetros para desenvolvimento de novas metodologias verdes de reciclagem de baterias íon-Li.