强氧化盐用于加强结构修复,使使用过的分层阴极能够直接再生

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 电化学 电化学 电化学
• 可持续化学 可持续化学

背景情况:

• 使用过的离子电池的直接再生对于可持续性至关重要.
• 重复使用LiNi$_{x}$Co$_{y}$Mn$_{1-x-y}$O$_{2}$阴极存在挑战,原因是表面相位问题阻碍了补充和结构转换.
• 在已耗尽的正极表面上的岩盐/螺旋相阻碍了高效的再生.

研究的目的:

• 研究使用过的LiNi_{x}$Co$_{y}$Mn$_{1-x-y}$O$_{2}$阴极的修复机制.
• 为LiNi_{0.5}$Co$_{0.2}$Mn$_{0.3}$O$_{2}$ (NCM523) 阴极开发一种高效的直接再生方法.
• 了解氧化大气在相位恢复中的作用.

主要方法:

• 使用三元组成的盐系统 (LiOH-Li2CO3 - LiNO3) 进行直接再生.
• 在低温下在类似液体的反应环境中在现场产生超氧化基.
• 分析盐系统对相位恢复和补充的协同效应.

主要成果:

• 氧化大气被证实是改善相位恢复率和程度的关键.
• 该LiOH-Li$_{2}$CO$_{3}$-LiNO$_{3}$系统有效地恢复了岩盐/石相,并实现了完整的补充.
• 再生NCM523阴极表现出高循环稳定性,在100个循环后保持91.7%的容量,相当于商业NCM523.

结论:

• 拟议的盐策略提供了一个简单的方法来完全恢复分层结构的阴极.
• 这种方法为使用过的离子电池的直接再生提供了一个独特的前景.
• 三元融盐系统的协同效应是克服再生挑战的关键.