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Campus de Goiabeiras, Vitória - ES

Avaliação da composição química do material ativo do cátodo de baterias de íon-Lítio exauridas após lixiviação com ácido cítrico e análise por ICP OES

Nome: Jenifer Rigo Almeida
Tipo: Dissertação de mestrado acadêmico
Data de publicação: 27/03/2017
Orientador:

Nomeordem decrescente Papel
Geisamanda Pedrini Brandão Athayde Orientador

Banca:

Nomeordem decrescente Papel
Geisamanda Pedrini Brandão Athayde Orientador
Juliano Souza Ribeiro Examinador Externo
Marcos Benedito José Geraldo de Freitas Coorientador
Maria Tereza Weitzel Dias Carneiro Lima Examinador Interno

Resumo: Baterias de íon-Lítio (LIBs) exauridas são consideradas resíduos sólidos perigosos devido à presença de metais e solventes orgânicos em sua composição, representando desperdício de recursos naturais não renováveis e metais valiosos quando descartadas. Este trabalho tem por objetivo fornecer dados quantitativos sobre a composição química do material ativo do cátodo (MAC) de diferentes LIBs exauridas visando monitorar variações com o passar dos anos e auxiliar nos processos de reciclagem do material. Os elementos Al, Co, Cr, Cu, Ga, Li, Mg, Mn, Ni, Ti e Zn foram determinados por espectrometria de emissão óptica com plasma indutivamente acoplado (ICP OES) após lixiviação ácida empregando 2,0 mol.L-1 de ácido cítrico (HCit) e H2O2 (0,25 mol.L-1) como alternativa ambientalmente favorável. As condições otimizadas para a adequação do meio as melhores curvas analíticas foram: para Al, Cu: Curva de HCit diluído 10 vezes sem padrão interno (PI); para Co, Li, Mn, Ni: Curva de HCit diluído 500 vezes sem PI; para Ga, Zn: Curva de HCit diluído 10 vezes com Y. O pó do MAC e o resíduo após lixiviação foram caracterizados por difratometria de raios X (DRX) obtendo-se LiCoO2 como composto principal. Co (43-67 % m/m), Li (5,3-6,8 % m/m), Mn (0,8-8,2 % m/m), Ni (0,1-11,7 % m/m) e Al (0,06-3,2 % m/m) foram encontrados em maior porcentagem e Cr (0,0005-0.002 % m/m), Cu (0,01-0,05 % m/m), Mg (0,005-0,02 % m/m), Ti (0,001-0,07 % m/m), Ga (0,0009-0,03 % m/m) e Zn (0,009-0,05 % m/m) em menores porcentagens variaram de acordo com o eletrólito utilizado, capacidade e ano de fabricação. Os elementos foram determinados utilizando uma metodologia analítica adequado previamente verificada, através da lixiviação verde das amostras.

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