Caracterização microestrutural e eletroquímica de Co(OH)2, Co3O4 e Cobalto metálico reciclados do cátodo de baterias de íon-Li.

Nesse trabalho, o cátodo de baterias de íon-Li exauridas foi reciclado como Co(OH)2, Co3O4 e cobalto metálico. O Co(OH)2 foi obtido por precipitação química e eletroquímica, já o Co3O4 foi obtido por tratamento térmico do Co(OH)2, a 450oC durante 3 h em atmosfera de ar. A caracterização eletroquímica dos eletrodos compósitos de Co3O4 foi por voltametria cíclica. Verificou-se a presença de um pico anódico, em 0,49 V, onde o Co3O4 sofreu oxidação para CoOOH, e simultaneamente, foi oxidado à CoO2. No processo catódico, observou-se um pico em 0,43 V-0,44 V e outro a 0,36 V-0,37 V, onde o CoO2 sofreu redução para CoOOH, e este se reduziu a Co3O4. Os eletrodos compósitos de Co3O4 mostraram grande reversibilidade, boa eficiência de carga e uma capacidade específica de 13,0 Fg-1 (1 mVs -1). Foram obtidos filmes de Co(OH)2 e Co3O4 a partir da solução de lixiviada dos cátodos dessas baterias, os filmes de Co(OH)2 foram eletrodepositados sobre vidro condutor com aplicação de -0,85 V e 20 C cm-2, com rendimento de 66,67%. O Co3O4 foi obtido por tratamento térmico do Co(OH)2, com rendimento de 64,29%. A voltametria cíclica do filme de Co(OH)2, em KOH 1,0 mol L-1, exibiu três picos anódicos no primeiro ciclo, devido à oxidação do Co(OH)2 para Co3O4, conversão do Co3O4 para CoOOH, seguido da formação do CoO2 e oxidação da água. A ausência de picos catódicos mostrou que a oxidação do Co(OH)2 para CoO2 é irreversível. Para o eletrodo de Co3O4, verificou-se a existência de um par redox associado à oxidação reversível do Co3O4 para CoO2 . O Co3O4 obtido teve uma eficiência de carga de 77%, capacidade específica de 31,2 F g-1 (1 mVs-1) e 10,5 Fg-1 (10 mVs -1) e apresentou boa repetibilidade nos ciclos carga/descarga, com corrente de 111,1 mA g-1 e capacitância específica de 4440 mF g-1. O cobalto metálico eletrodepositado, -1,10V e 100 C cm-2, apresentou superfície homogênea e o seu estudo voltamétrico, em KOH 6,0 mol L-1, mostrou a ocorrência de pares redox (CoII/CoIII) e (CoIII/CoIV), em 0,10 V e 0,49 V, respectivamente. Esse estudo fornece importantes parâmetros para desenvolvimento de novas tecnologias de reciclagem de baterias íon-Li, para obtenção de materiais com caracterísiticas promissoras para uso em dispositivos eletroquímicos