Recycling of Li-Ion Batteries from Industrial Processing: Upscaled Hydrometallurgical Treatment and Recovery of High Purity Manganese by Solvent Extraction

Vieceli, Nathália; Vonderstein, Claudia; Swiontekc, Thomas; Stopić, Srečko; Dertmann, Christian; Sojka, Reiner; Reinhardt, Niclas; Ekberg, Christian; Friedrich, Bernd; Petraniková, Martina

doi:10.1080/07366299.2023.2165405

Cited by 11 publications

(4 citation statements)

References 17 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Order By: Relevance

“…The presence of Al, Cu, and Fe in the leachate may, for example, hinder the separation of Co in the solvent extraction step using the dialkyl phosphinic acid extractant Cyanex 272. 48 The removal of these elements is normally required and is generally accomplished by precipitation. 18 Thus, high content of Al and Cu could require high amounts of precipitation agents and produce large quantities of solid residues that require proper treatment and disposal, negatively affecting the sustainability of the process.…”

Section: ■ Results and Discussionmentioning

confidence: 99%

“…Moreover, the addition of such large amounts of Al or Cu could bring some challenges to the further purification of the leachate. The presence of Al, Cu, and Fe in the leachate may, for example, hinder the separation of Co in the solvent extraction step using the dialkyl phosphinic acid extractant Cyanex 272 . The removal of these elements is normally required and is generally accomplished by precipitation .…”

Section: Resultsmentioning

confidence: 99%

See 1 more Smart Citation

Recycling of Lithium-Ion Batteries: Effect of Hydrogen Peroxide and a Dosing Method on the Leaching of LCO, NMC Oxides, and Industrial Black Mass

Vieceli

Benjamasutin

Promphan

et al. 2023

ACS Sustainable Chem. Eng.

Self Cite

View full text Add to dashboard Cite

The effect of hydrogen peroxide on the leachability of different reference cathode active materials used in lithium-ion batteries (LCO, NMC 111, NMC 622, and NMC 811) was investigated using 2 M H2SO4. An innovative method was used to monitor the consumption and residual concentration of hydrogen peroxide, which can help optimize its addition and improve the economy and resource yield of the process. The reducing effect of hydrogen peroxide was compared using two methods of adding it. Leaching with hydrogen peroxide significantly improved the dissolution and 100% yield was reached within 15 min for the NMC oxides (except NMC 811) and within 30 min for LCO. Co and Ni were more easily leached from NMC 811 compared to other NMC oxides. The dissolution of metals from LCO was in general slower. Cu and Al can also act as reducing agents and their presence increased the leaching yield of the transition metals, especially Mn, and resulted in less residual hydrogen peroxide. The H2O2 addition method (all at once or charged at multiple occasions) did not influence the maximum leachability (except for Mn/NMC 811) or the amount of consumed hydrogen peroxide, but the rate of dissolution was slower when charging at multiple times. The optimal conditions determined for the reference NMC 111 cathode material [3% v/v H2O2 (59% w/w), S/L 1:20 g/mL, 2 M H2SO4, 50 °C] were applied for an industrial black mass sample (Li1.09Ni0.31Mn0.39Co0.39O2). The result was 100% yield for Li, Mn, and Ni, after 15 min and 100% yield for Co after 60 min.

show abstract

Section: ■ Results and Discussionmentioning

confidence: 99%

Section: Resultsmentioning

confidence: 99%

Recycling of Lithium-Ion Batteries: Effect of Hydrogen Peroxide and a Dosing Method on the Leaching of LCO, NMC Oxides, and Industrial Black Mass

Vieceli

Benjamasutin

Promphan

et al. 2023

ACS Sustainable Chem. Eng.

Self Cite

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…with the progress of the transformation related to the change in car drives and the development of electric motors, the value chain of raw materials for the development of lithium-ion batteries (LIB) becomes crucial. the analyzed collection of works includes many studies presenting a pro-environmental approach in terms of the use of batteries also containing possible scenarios for modernizing their production in the context of sustainable development (Bobba et al 2019;Mayyas et al 2019;Berretta and Harvey 2022;Brilloni et al 2022;Castro et al 2022;Kallitsis et al 2022;Manjong et al 2023;Vieceli et al 2023).…”

Section: Raw Materials Value Chainsmentioning

confidence: 99%

Łańcuchy wartości w przemyśle surowcowym – przykład cobalt value chain

Lorenc,

Podobińska-Staniec,

Wiktor-Sułkowska

et al. 2024

Gospodarka Surowcami Mineralnymi - Mineral Resources Management

View full text Add to dashboard Cite

Globalny rozwój elektromobilności oraz innowacyjności życia stają się obecnie coraz bardziej widoczne. Bezpośrednią implikacją takiego stanu rzeczy jest wzrost popytu na nowoczesne produkty i usługi, ich komponenty i tym samym na surowce niezbędne do ich wytworzenia (np. kobalt, lit, metale ziem rzadkich). Raw materials w U nii Europejskiej (EU ) związane z sektorami strategicznymi: energia odnawialna, mobilność elektryczna, przemysł obronny i lotniczy, czy też technologie cyfrowe, wykazują bardzo silne uzależnienie od importu w całym łańcuchu wartości. W przypadku 11 z 30 tzw. surowców krytycznych (CR M), niezbędnych do przeprowadzenia transformacji energetycznej, zależność UE od importu przekracza już teraz 85 procent. Globalne łańcuchy dostaw, które już wcześniej były napięte, ucierpiały jeszcze bardziej w wyniku pandemii CO VID -19 oraz zaognionych sytuacji geopolitycznych, co doprowadziło do jeszcze większych niedoborów krytycznych surowców w E uropie i sprawiło, że branża stoi przed wyzwaniami związanymi z zabezpieczeniem dostępu do zasobów. Implikacją tego faktu było przyjęcie we wrześniu 2023 r. przez Parlament Europejski stanowiska w sprawie prawodawstwa dotyczącego surowców krytycznych, w którym wezwał UE do zwiększenia swoich mocy przerobowych w całym łańcuchu wartości i umożliwienia wytworzenia co najmniej 40% rocznego zużycia surowców strategicznych do 2030 roku. Rosnące znaczenie w procesie przechodzenia na gospodarkę niskoemisyjną przypisuje się kobaltowi (Co), który jest niezbędnym komponentem zarówno przy produkcji pojazdów elektrycznych (EV), stacjonarnych magazynów energii, czy też w rozwijających się sektorach: energii wiatrowej, systemach ogniw paliwowych i technologii magazynowania wodoru, robotyki, pojazdów bezzałogowych (dronów), druku 3D, jak również technologii cyfrowych. Zabezpieczenie dostaw tego surowca ma kluczowe znaczenie dla odporności gospodarczej Unii Europejskiej, jej przewagi technologicznej i strategicznej autonomii. Celem artykułu jest przedstawienie i analiza koncepcji łańcuchów wartości jako strategicznych modeli rozwoju długoterminowego i zapewnienia efektywności w zrównoważonym ujęciu. Według autorów, szczegółowa analiza łańcuchów wartości może pozwolić na określenie strategicznych kierunków działania i zidentyfikowanie ryzyk ich zaburzenia czy przerwania. Dla praktycznego wymiaru zaprezentowanych analiz przytoczono łańcuch wartości na przykładzie kobaltu oraz wskazano determinanty jego funkcjonowania na obecnym rynku wraz z perspektywami rozwoju.

show abstract

“…Considering the importance of the described problem, scientists are currently looking for more effective and environmentally friendly solutions that differ from traditional methods of removing toxic metals. Well-known techniques used to eliminate this contamination include separation techniques such as precipitation ], solvent extraction [Vieceli et al 2023], sorption [Fang et al 2023, Munio et al 2023] e.g. on the modified ion exchangers [Arslanoğlu et al 2023] or on the polymer sorbents [Lagiewka et al 2023, Susmanto et al 2023, and membrane procedures [Castro-Muñoz et al 2021, Nasir et al 2019].…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

A New Water-Insoluble β-Ketoimine as a Potential Agent Capable of Water Treatment Applications

Witt

2024

J. Ecol. Eng.

View full text Add to dashboard Cite

This paper describes the synthesis of the new β-ketoimine 4-(3-triethoxysilylpropylimino)-3-ethyl-pentan-2-one, and studies its structure, solubility in water and complexation properties in terms of the possibility of its further application for water and wastewater treatment, especially for removing metal ions from aqueous solutions. The synthesis procedure consisted of the addition of 3-ethyl-pentane-2,4-dione to 3-aminopropyltriethoxysilane and subsequent elimination of the water molecules. The structure of the resulting compound was confirmed by nuclear magnetic resonance and Fourier transform infrared spectroscopy-attenuated total reflectance. The affinity of the resulting compound for metal ions binding from aqueous solutions was studied using spectrophotometric methods. Moreover, the stability constants of created in this process complexes of a new β-ketoimine with selected metal ions

show abstract

Recycling of Li-Ion Batteries from Industrial Processing: Upscaled Hydrometallurgical Treatment and Recovery of High Purity Manganese by Solvent Extraction

Cited by 11 publications

References 17 publications

Recycling of Lithium-Ion Batteries: Effect of Hydrogen Peroxide and a Dosing Method on the Leaching of LCO, NMC Oxides, and Industrial Black Mass

Recycling of Lithium-Ion Batteries: Effect of Hydrogen Peroxide and a Dosing Method on the Leaching of LCO, NMC Oxides, and Industrial Black Mass

Łańcuchy wartości w przemyśle surowcowym – przykład cobalt value chain

A New Water-Insoluble β-Ketoimine as a Potential Agent Capable of Water Treatment Applications

Contact Info

Product

Resources

About