论文题目：Priority recovering of lithium from spent lithium-ion battery cathode powder by pyrolysis reduction of Bidens pilosa

　　论文链接：Priority recovering of lithium from spent lithium-ion battery cathode powder by pyrolysis reduction of Bidens pilosa - ScienceDirect

　　论文作者：卢佳佳(云南民族大学化学与环境学院2021级硕士研究生)

　　01 文章亮点

　　锂因其高电化学活性、电导率和大比热容而广泛应用于电池玻璃、陶瓷等领域(Zhang et al.， 2023a)。特别是随着新能源产业的不断发展，电动汽车和电子设备等产品对锂离子电池的需求不断增加。锂是锂离子电池中不可缺少的原料，具有重要的战略价值(Xiao et al.， 2017)。到 2050 年，全球碳酸锂需求预计将达到 1.69-2.12 公吨(Gao 等人，2023 年)。锂资源主要富集于世界各地的盐湖卤水中。然而，中国含锂盐湖地理位置偏远，卤水中镁锂比高，锂富集具有挑战性。目前，我国碳酸锂生产企业主要从硬岩锂矿中提取锂，生产周期长，产量低。在锂离子电池的日常使用中，其使用寿命一般为3-10年(Yi等，2020)。随着电动汽车和电子设备退役潮的到来，多年来报废的锂离子电池数量正在增加。到 2025 年，废旧锂离子电池的质量预计将达到 400-500 千吨(Mishra 等人，2022 年)。废旧三元锂离子电池也是一种很有前途的锂来源，含有大量的废锂元素和高品位的锂元素和过渡金属，使其具有很高的回收价值。02

　　产品引用

　　实验中所采用的设备是BTF-1200C-S真空管式炉，使用该设备在通氮气气氛的条件下，焙烧不同添加量的鬼针草与废旧三元锂离子电池阴极粉末的混合料，探究的温度范围在300-900 ℃。设备具有优异的导热性、较好的升温稳定性以及良好的保温效果等特点，使得在热解焙烧过程中很好的还原了废旧电池粉末里的过渡金属，并生成了结晶性好的碳酸锂。

　　03 BTF-1200C-S真空管式炉

　　设备型号：BTF-1200C-S

　　设备介绍：BTF-1200C-S是一款通过CE认证的小型管式炉，其最高工作温度为1200℃，额定功率为2KW。炉管可配置为1" 或2"的高纯石英炉管，上下8组加热器密布于圆形炉膛内，温场均匀，恒温区超长。配置法兰支撑架(法兰上已安装机械压力表、不锈钢截止阀)，减小炉体承重，开启式结构操作简洁。

　　此款设备允许样品在真空和气体保护下进行烧结，精确温控系统包含了30段升温和降温曲线设置，其控温精度达到+/- 1℃，确保实验准确、方便。

　　产品特色

　　1、采用上下6组加热器密布于圆形炉膛内，温场均匀，恒温区超长;2、采用双层壳体结构并带有风冷系统;3、开启式结构，实验操作简洁、方便;4、配置法兰支撑架，减小炉体承重;5、采用高纯氧化铝作为炉膛材料，炉膛表面涂有美国进口高温氧化铝涂层可以提高加热效率和炉膛使用寿命。

　　(BTF-1200C-S 产品图)

　　(BTF-1200C-S 产品细节图)

　　(BTF-1200C-S 产品细节图)

　　技术参数

　　04 专栏采访

　　本期贝意克学术论文奖学金计划，我们邀请到了该论文作者：卢佳佳与我们分享了对自身研究方向的深刻认识以及在研究过程中思考与求证的关系及重要性。

　　贝意克：能否请您简要介绍您的科研方向?为什么选择该研究领域?

　　卢佳佳：随着电池产品的不断更新迭代和充放电下电池的失效，每年都会有大量废弃的电池。电池内部存在的金属锂对湿气具有高度反应性、电解质会挥发和释放危险气体(如氟化氢、苯、五氟化磷等)引发火灾以及危害土壤、空气和水资源;此外，矿产资源日益匮乏，Li、Co等金属稀少且价格昂贵，亟需高效回收电池中的有价金属。回收过程中为减少湿法冶金过程中浸出剂消耗量大、需额外添加还原剂以及火法冶金排放大量废气、能耗高的问题，以及改善入侵植物入侵耕地及非耕地，抑制周围植物的种子萌发和幼苗生长，改变土壤微生物群落的结构的问题。本研究采用还原焙烧-水浸-酸浸的回收方法，以入侵植物作为还原剂焙烧还原废旧三元电池正极粉末，生成Li2CO3以及其他低价金属，再经水浸以实现优先提取锂元素。

　　贝意克：您参与本次贝意克论文奖学金最大的收获是什么?

　　卢佳佳：从官网中看到了许多优秀的研究学者发表了创意新颖的课题研究，深受启发要认真学习他们不断刻苦钻研，坚持不懈的科研精神。

　　贝意克：您认为在研究过程中最重要的环节是什么?为什么?

　　卢佳佳：研究生研究过程中最重要的环节有多个，其中进行科学实验和查阅文献资料是两个尤为关键的环节。进行科学实验是科学研究的核心环节。科学的核心是科学探究，而科学实验是科学探究的一种主要方式。研究生需要通过实验来验证假设，收集数据，分析结果，从而得出结论。这一环节不仅需要研究生具备扎实的理论知识，还需要具备实验设计、实验操作、数据分析等多方面的能力。

　　贝意克：我们常听说“不要为了研究而研究”，您认为研究的最终目的与意义是什么?

　　卢佳佳：入侵植物的繁殖能力强，生物量及热值高，来源途径范围广，将其转化为碳质还原焙烧材料，一方面提高其利用价值，另一方面减少其对土地的肆意侵占，降低生物多样性。以入侵植物作为焙烧还原剂焙烧废旧三元锂离子电池。回收利用废旧锂离子电池中的有价金属不仅缓解了金属资源匮乏的问题，还解决了废旧锂离子电池中有害物质对环境的危害。

　　05 版权说明

　　本文版权归原文作者所有，文中所涉及的论文翻译部分，为译者基于个人理解之上的转述与表达，论文详情及具体研究成果请参考英文原文。恭喜该篇论文获得“贝意克学术论文奖学金”，同时感谢原文作者对贝意克的支持。