Investigating the possibilities for adopting antisolvent crystallization of salts – The current state of research and the way forward towards crystallizing lithium and other metals with antisolvents

Abstract: Syftet med denna studie var att öka kunskapen kring förträngningskristallisation av metalklorider så som litiumklorid. Många kloridsalter har tidigare uppvisat svårigheter att kristallisera med förträngningskristallisation på grund av höga lösligheter av kloridsalter i organiska lösningsmedel. I detta arbete undersöktes också utfällning av metaller med det konjugerande basen av organiska syror så som citronsyra, ättiksyra, myrsyra och glukonsyra för att möta ny forskning om lakning av katodmaterial med dessa syror. Denna studie utgörs av en litteraturstudie med fakta om nämnda system för att på så vis finna de faktorer som påverkar utsikterna för kristallisation med lösningsmedel. Inom litteraturstudien var fokus också på att finna korrelationer mellan systemkomponenternas egenskaper och möjligheterna för systemet att kristallisera. Vidare var den insamlade informationen också föremål för diskussion för att sedan ge förslag på framtida experiment för att förstå dessa system bättre. Dessutom utfördes experiment på litium- och nickelklorider samt litiumkarboxylater med flera olika lösningsmedel. Experimenten visade att ingen av de testade lösningsmedlen fällde ut litium- och nickelklorid förutom ättiksyra och DMSO som fällde ut nickelklorid. Av de testade karboxylaterna visade det sig möjligt att fälla ut en fast fas från en laklösning innehållande Li, Ni, Mn och Co genom att tillsätta aceton. Dock kunde varken litiumglukonat, acetat eller format fällas ut med de lösningsmedel som användes. Från denna studie drogs slutsatsen att en trolig anledning för utebliven utfällning av kloridsalterna var deras förmåga att bilda lösliga komplex med kloridjoner och lösningsmedel och att framtida forskning på dessa system bör fokusera på att minska denna komplexbildning. Ett annat hinder som uppdagades av experimenten var fasseparation av vatten och organfas, speciellt när aceton och acetonitril användes. Därför rekommenderades det också att undersöka dessa system vid högre temperaturer. För karboxylatsystemen rekommenderades också att framtida forskning bör fokusera på att undersöka tillsatts av olika lösningsmedel vid olika pH eftersom detta troligen påverkar komplexbildning i dessa system.