Oxalic acid를 이용한 LiCoO<sub>2</sub>의 선택침출
저자
발행기관
한국공업화학회(The Korean Society of Industrial and Engineering Chemistry)
학술지명
권호사항
발행연도
2002
작성언어
-KDC
500
자료형태
학술저널
수록면
147-147(1쪽)
제공처
1990년대에 들어 일본에서 rocking-chair형의 리튬이온전지(lithium ion battery, LIB)가 전자장비의 동력원으로 채택되었다. 이동통신 단말기의 폭발적인 증가로 LiCoO<sub>2</sub>-흑연전극을 채택한 리튬이온이차전지의 수요도 폭발적으로 증가하면서 더불어 폐기량도 급증하고 있다. 재활용의 일환으로 양극활물질인 LiCoO<sub>2</sub>의 침출에 대한 연구를 수행되고 있지만 Co와 Li의 완전용해후 용매추출, 이온교환, 중화 등 별도의 공정에 의하여 Co와 Li을 분리하여야 하고, 중화침전, 탄산침전, 전해 등의 공정에 의하여 유가금속을 회수하여야 하는 단점이 있다. 본 연구에서는 침출과 동시에 Co와 Li을 분리할 수 있는 습식공정을 개발하고자 하였다. 두 금속간의 용해거동에 차이가 있는 oxalic acid를 침출제로 하여, 반응온도, oxalic acid 농도, 광액농도 등의 변수가 LlB 양극활물질인 LiCoO<sub>2</sub>의 용해거동에 미치는 영향을 알아보았고, 회수된 Co의 분석을 통하여 전극원료로서의 가능성에 대하여 알아보고자 하였다. Oxalic acid를 이용하여 LiCoO<sub>2</sub>를 용해한다면 Li은 이온상으로 용해되지만 Co는 Co oxalate 형태로 침전 회수할 수 있다. Oxalic acid 3M, 침출온도 80°C, 초기 광액농도 50 g/L의 최적조건에서 LiCoO<sub>2</sub>를 침출한 결과, Li이 95% 이상 용해되는 반면에 Co는 1% 이하의 침출율을 나타내었다. 따라서 oxalic acid를 이용하면 LiCoO<sub>2</sub>로부터 Co와 Li을 각 각 분리회수할 수 있었다. 폐리튬이온전지로부터 선별한 양극활물질을 도출된 최적조건에서 침출한 결과, Co와 Li의 침출율은 각각 99%, 0.25%로 높은 선택성을 보였다. 용액 중에 잔류하는 Li은 Na<sub>2</sub>CO<sub>3</sub> 혹은 LiOH을 첨가하므로서 Li 탄산염 혹은 Li 수산화물의 형태로 회수할 수 있었다.
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