锂离子电池LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2废料直接回收及材料再生性能

通过直接热处理以及补充锂元素二次烧结的方法对锂离子电池三元镍钴锰废料进行回收,并将其重新作为锂离子电池正极材料进行应用。采用扫描电镜、红外光谱、热重、电感耦合等离子体以及电化学测试等方法对材料性能进行检测。结果表明:温度高于700℃时可以有效去除报废材料中的PVDF,高温烧结可以一定程度上修复材料容量,而通过补充锂元素进行二次烧结的方法可以有效恢复废料性能,具有商业应用价值。此方法工艺简单,可以为锂离子电池正极层状材料的回收提供参考。

直接回收锰酸锂制备超级电容器MnS材料的研究

通过将锂离子电池正极锰酸锂废料直接回收制备超级电容器MnS材料的方法,研究锰酸锂废料的再生利用.将正极废料溶解浸出后,调整废料浓度并加入硫源,经水热反应得到MnS材料.采用X射线衍射分析(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)观察、透射电子显微镜(TEM)观察、比表面积分析(BET)等表征手段和电化学性能测试对MnS材料进行了研究.结果显示:水热法制备的MnS具有良好的晶体结构和较好的电容器特性;浸出液中Mn^2+浓度对最终产物的形貌、比表面积均有影响,其中当Mn^2+浓度为0.5mol/L时,可以得到三维花状辐射结构,该辐射结构有利于提升电解液与材料之间的表面接触性能,从而促进材料的电容性能.该研究为锂离子电池正极材料的回收提供了新的思路.

一步法回收锂离子电池三元正极材料及其性能影响

采用直接一步法回收废旧锂离子电池中的三元正极材料LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_(2),将拆解得到的三元废料经分离、热解处理后进行酸浸,对酸浸溶液进行元素测定后补加Ni、Co、Mn源,使其物质的量之比符合n(Ni)∶n(Co)∶n(Mn)=5∶2∶3.调整后的溶液直接与草酸钠溶液进行共沉淀,得到草酸盐前驱体,最后与锂源混合,烧结得到三元再生正极材料.结果表明:再生正极材料的首次放电容量最高达162 mAh/g,充放电100次后的容量保持率接近88%.但如果材料中杂质元素含量过高,则会对材料电化学性能造成负面影响.该方法避免了传统方法中将金属元素逐一分离回收所造成的资源浪费和能源损耗,且制备得到的材料具有较高附加值,具有良好的商业化应用前景.

Zr、W共掺杂对LiNi0.88Co0.06Mn0.06O2形貌及电化学性能的影响

采用共沉淀法制备前驱体Ni0.88Co0.06Mn0.06(OH)2,经高温固相烧结合成一次颗粒分散良好的高镍三元材料,探索了氧化锆(ZrO2)与氧化钨(WO3)共掺杂对材料一次颗粒的形貌及电化学性能的影响。结果表明,Zr掺杂对LiNi0.88Co0.06Mn0.06O2(NCM-Z)一次颗粒的尺寸影响不大,但可以改善材料的循环性能;而引入W形成Zr和W共掺杂后,获得的NCM-ZW一次颗粒明显变小,材料形貌从分散的一次颗粒变成二次颗粒团聚体,因此推测W可抑制晶体生长。为了进一步合成一次颗粒分散良好的Zr和W共掺杂正极材料,研究了烧结温度对一次颗粒生长的影响,最终在900℃下保温12 h,得到了一次颗粒分散良好的Zr和W共掺杂正极材料。XRD结果表明,900℃烧结的Zr和W共掺杂样品具有良好的层状结构与较低的阳离子混排度。该样品在0.1C下首次放电容量为203.7 mAh·g^-1;5C大倍率下容量可达151.2 mAh·g^-1,经过100周循环后,放电容量保持率为84.6%。