在使用过的LiCoO2电池上循环使用过的高压阴极中,Al不纯度2
Baichao Zhang1, Shou Chen1, Lu Yang1
1College of Chemistry and Chemical Engineering, Central South University, Changsha 410083, China.
ACS nano
|August 14, 2024
概括
这项研究将有害的 (Al) 杂质转化为回收离子电池 (LIB) 的有益成分. 通过将Al和 (Ti) 纳入氧化物阴极,研究人员提高了高压应用的稳定性和性能.
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
- 回收技术的回收技术
背景情况:
- 在使用过的离子电池 (LIB) 阴极粉中, (Al) 杂质普遍存在,原因是与Al电流收集器的强粘合.
- 传统的水电金工艺往往会导致在去除Al杂质时丢失有价值的金属.
- 这就需要创新的策略,在LIB回收过程中利用高价值的杂物.
研究的目的:
- 将有害的Al杂质循环转化为高压氧化 (LiCoO2) 阴极的有益成分.
- 通过结合Al和Ti来提高LIB阴极的结构稳定性和电化学性能.
- 制定一个可持续的战略,用于高价值的LIBs的使用.
主要方法:
- 通过强大的Al-O共价键将Al杂质纳入高压LiCoO2阴极的大部分,辅助Ti修改.
- 利用现场X射线衍射 (XRD) 来研究不可逆相变的抑制.
- 在阴极表面构建一个Li+导电的Li2TiO3保护层,通过在颗粒边界固定Ti.
主要成果:
- 上循环的R-LCO-AT阴极在高电压下由于强的Al-O和Ti-O键,表现出抑制的不可逆转的相位过渡.
- 一个Li+导电Li2TiO3保护层改善了Li+扩散动力学,并减轻了接口侧反应.
- 实现了增强的循环稳定性和速率性能,在1C下放电容量为189.5mAhg-1,在4.6V的100个循环中保持92.9%.
结论:
- 这项研究成功地通过散装/表面结构设计将有害的Al杂质循环转化为高压LCO阴极的有益元素.
- 开发的方法为高价值使用的LIBs提供了一个有前途的策略,解决了杂质去除和材料回收问题.
- 结合Al和Ti显著改善了LIB阴极的电化学性能和周期寿命,用于要求高的应用.
