Transformación topotáctica de la estructura superficial que permite la regeneración directa de los cátodos de...

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales
• La electroquímica
• Energía sostenible

Sus antecedentes:

• Las baterías de iones de litio usadas plantean problemas de recursos y medioambientales.
• El reciclaje directo de los cátodos LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2 (NCM523) se ve obstaculizado por las fases superficiales que interrumpen el transporte de Li+.
• Esto conduce a una mala reposición de litio y a un rendimiento inferior del cátodo regenerado.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar un método eficaz para la regeneración de cátodos NCM523 gastados.
• Para superar las limitaciones del transporte de Li+ causadas por las fases de sal de roca superficial/espinel.
• Mejorar la capacidad y el rendimiento del ciclo de los cátodos LIB regenerados.

Principales métodos:

• Transformación topotáctica de la fase de sal de roca/espinel en Ni0.5Co0.2Mn0.3 ((OH)) 2.
• Transformación posterior de nuevo a la estructura del cátodo NCM523.
• Facilitar el transporte de Li+ a través de canales modificados con repulsión electrostática reducida.

Principales resultados:

• Se ha logrado un rápido proceso de relitización topotáctica con bajas barreras de migración.
• Mejora significativa de la reposición de Li+ durante la regeneración.
• Los cátodos regenerados exhibieron un rendimiento electroquímico comparable al de los cátodos comerciales prístinos.
• Aplicabilidad demostrada a varios cátodos gastados de NCM y LiCoO2.

Conclusiones:

• El método propuesto regenera eficazmente los cátodos LIB gastados mediante la optimización de los canales de transporte de Li+.
• Este enfoque ofrece una nueva perspectiva para mejorar el reciclaje de LIB.
• La técnica es versátil y aplicable a diferentes composiciones químicas del cátodo.