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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

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Previous issue date: 2017-03-27 / Baterias de íon-Lítio (LIBs) exauridas são consideradas resíduos sólidos perigosos devido à presença de metais e compostos orgânicos em sua composição, representando desperdício de recursos naturais não renováveis e de 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 adequação do meio às 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 procedimento analítico empregado alcançou limites de detecção de 0,01 mg.L-1 para Al; 0,20 mg.L-1 para Co; 0,006 mg.L-1 para Cr; 0,02 mg.L-1 para Cu; 0,004 mg.L-1 para Ga; 0,02 mg.L-1 para Li; 0,0005 mg.L-1 para Mg; 0,07 mg.L-1 para Mn; 0,70 mg.L-1 para Ni; 0,0005 mg.L-1 para Ti e 0,007 mg.L-1 para Zn. A exatidão do procedimento foi confirmada por testes de adição e recuperação dos analitos obtendo-se valores entre 92-113 %. Os elementos majoritários 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) e os elementos minoritários 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) demonstraram que a composição do MAC pode variar de acordo com a capacidade e ano de fabricação. As baterias mais antigas foram as que apresentaram maiores teores de Co e Li. As baterias de menor capacidade foram as que continham os maiores teores de Mn e Ni, indicando que o Co foi substituído. O pó do MAC e o resíduo após lixiviação foram caracterizados por difratometria de raios X (DRX) obtendo-se LiCoO2 como composto principal, podendo ser reutilizado.

Identiferoai:union.ndltd.org:IBICT/oai:dspace2.ufes.br:10/7345
Date27 March 2017
CreatorsALMEIDA, J. R.
ContributorsFREITAS, M. B. J. G., CARNEIRO, M. T. W. D., RIBEIRO, J. S., ATHAYDE, G. P. B.
PublisherUniversidade Federal do Espírito Santo, Mestrado em Química, Programa de Pós-Graduação em Química, UFES, BR
Source SetsIBICT Brazilian ETDs
Detected LanguagePortuguese
Typeinfo:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis
Formatapplication/pdf
Sourcereponame:Repositório Institucional da UFES, instname:Universidade Federal do Espírito Santo, instacron:UFES
Rightsinfo:eu-repo/semantics/openAccess

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