了解和控制LiNi0.5Mn1.5O4直接回收的阴极中的结构缺陷和障碍
Hongpeng Gao1,2, Bing Han2, Duc Tran2
1Program of Materials Science and Engineering, University of California San Diego, La Jolla, California 92093, United States.
ACS nano
|October 21, 2024
概括
由于结构不稳定,直接回收离子电池 (LIB) 是一个挑战. 这项研究对LiNi0.5Mn1.5O4阴极的缺陷进行了工程设计,提高了Li+运输和循环稳定性,以实现可持续的电池回收.
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
- 可持续能源 可持续能源
背景情况:
- 使用过的离子电池 (LIB) 的直接回收利用在各种化学品中面临着阴极材料稳定性的挑战.
- 化处理可以诱导LiNi0.5Mn1.5O4阴极的缺陷和障碍 (例如,Li/Mn),阻碍性能.
研究的目的:
- 为了研究在LIB阴极再化过程中微观结构的演变.
- 制定一个缺陷工程策略,以改善高压螺旋式阴极的直接回收.
- 为了增强离子扩散和循环稳定性在再生的LIB阴极.
主要方法:
- 系统地调查微结构在化过程中的演变.
- 通过双边界和首选的粒度方向进行缺陷工程.
- 电化学性能测试 (循环稳定性,容量保留).
主要成果:
- 在回收过程中观察到LiNi0.5Mn1.5O4中的诱导缺陷和Li/Mn失调.
- 具有工程缺陷的再生阴极显示了增强的Li+扩散.
- 实现了高容量保留:97.4%在100个循环后和87.96%在200个循环后在C/3.3.
结论:
- 缺陷工程有效地恢复了回收LIB阴极的结构完整性和电化学性能.
- 这种方法为可持续直接回收高压旋阴极提供了一条可行的途径.
- 解决当前LIB回收方法的关键局限性,促进下一代电池的可持续性.


