Resumo

Baterias de íons de lítio (BILs) contêm em sua composição elementos e compostos químicos como Li, Co, Ni, Cu, Mn, Fe, Al e solventes orgânicos que, se descartadas de forma inadequada ao fim da vida útil, são prejudicais a saúde de seres vivos e geram grandes impactos ambientais. A reciclagem dos componentes das BILs se apresenta como uma das soluções mais adequada e processos para a ressíntese dos compostos do catodo têm sido particularmente propostos, devido ao alto valor agregado do material desses compostos. Neste trabalho apresentamos uma nova rota para a ressíntese dos compostos Li 1CoO2 e LiNi1/3Co1/3Mn1/3 O2 pelo método sol-gel e por reação em estado sólido, usando como matéria prima a mistura do material extraído de 30 catodos de composição LiCoO2 (Mistura A-CE), e a mistura de 4 outros catodos de composições LiMn2O4, LiNi0.51Co0.22Mn0.27O2 e o catodo misto LiNi 0.51Co 0.19Mn0.30O2+LiMn2O4 (Mistura B-CE). Ambas as misturas foram calcinadas em 750 °C e lixiviadas em ácido cítrico na concentração 1,5 mol.L-1, usando-se H2O2 com agente redutor e filtradas, resultando no composto Co3 O4 como resíduo da lixiviação do produto da calcinação da mistura A-CE e nos compostos Co3O4 e Ni6 MnO8, como resíduos da mistura B-CE. Usando o resíduo Co3O4 e o carbonato comercial Li2CO3 o composto LiCoO2 foi ressintetizado por reação em estado sólido. Já as soluções lixiviadas provenientes das misturas A-CE e B-CE foram completadas estequiometricamente com soluções de acetatos de Li, Ni e Mn e o composto LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2 pôde ser ressintetizado pelo método sol-gel a 850 °C por 16 horas. Análises por difração de raios X confirmaram a formação da fase única LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2 proveniente da ressíntese da mistura A-CE e as fases LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2 + Co3O4 resultante da mistura B-CE. Através do refinamento pelo método de Rietveld, foi observado que ambos os compostos LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2 ressíntetizados possuem alta cristalinidade, alto ordenamento cristalográfico e baixa troca catiônica. Micrografias por MEV mostraram grãos de tamanhos entre 160 e 700 nm para ambas as ressínteses e todos com aglomerações tipo esponja. Eletrodos preparados com os pós de LiCoO2 e de LiNi1/3Co1/3Mn1/3 O2 mostraram capacidades de carga específica (mAh/g) ligeiramente abaixo de valores relatados na literatura (140 mAh/g).