新疆师范大学化学化工学院,乌鲁木齐 830054 新疆,中国 * 电子邮件:suzhixj@sina.com 收稿日期:2019年11月8日 / 接受日期:2020年1月9日 / 发表日期:2020年5月10日 电极废弃物 LiNi 0.5 Co 0.2 Mn 0.3 O 2 回收的关键是有效地将正极材料与金属Al箔分离,以提高回收率。本文描述的方法利用有机溶剂与聚偏氟乙烯 (PVDF) 的相容性、超声波引起的空化和对流效应以及 PVDF 的分解温度。探索了超声处理持续时间、有机溶剂类型、有机溶剂与正极材料的比例、搅拌温度、搅拌时间、超声处理和搅拌顺序以及煅烧温度,以确定最佳条件。由此确定最佳剥离效率约为 93 %。将经有机溶剂预处理后的正极材料进行煅烧,通过 600 ℃煅烧有效去除 PVDF 粘结剂,在 800 ℃煅烧可得到具有合适层状结构和最好电化学性能的正极材料,首次放电比容量为 164.2 mAh g -1 。经过 50 次充放电循环后放电比容量为 132.4 mAh g -1,容量保持率为 80.6 %。关键词:LiNi 0.5 Co 0.2 Mn 0.3 ;回收利用;溶剂溶解法;电极废料;超声波 1. 引言
与LCO相比,镍与钴在结构内的比率可以在相同电压下具有更高的能力,从而可以达到更高的能量密度。这种高能量密度使它们在电动汽车应用中特别有吸引力。自成立以来,NMC阴极的组成已被完善,以追求更高的实用能量密度。新的NMC组成是通过改变组成型过渡金属的比率而创建的,从而将结构推向了更多镍富集。这些组合物包括NMC622(Lini 0.6 MN 0.2 CO 0.2 O 2)和NMC811(Lini 0.8 MN 0.1 CO 0.1 CO 0.1 O 2),这些NMC622(LINI 0.1 CO 0.1 O 2)今天在电池生产中广泛使用。未来的NMC类型材料包括富含锂和锰的阴极材料(LMR-NMC),有望更高的能量密度。由于镍和钴的限制和挥发性供应链,NMC氧化物比LFP型化学物质昂贵,但比LCO便宜。
氧化物或复杂氧化物3(例如,LICOO 2,LIMN 2 O 4,LINI 0.6 CO 0.2 MN 0.2 O 4和LIFEPO 4等)4-7,
由于其容量相对较高和能量密度而受到青睐。2同时,优势以较低的安全性和材料稳定性为代价。3具有较高的镍含量,这些材料可在结构劣化,氧气进化和电解质氧化的电势下运行,这些过程需要缓解以提供长期稳定电池。4但是,对劣化趋势的研究和理解正在挑战,因为它们不仅取决于材料的化学5(例如,Ni富含氧化物中的Ni含量,例如Lini X Mn Y Co Z O 2(NMC)和Lini X Co Y Al Z O 2(NCA),6种掺杂型,7,8和组成梯度9),也是在循环条件上,例如电荷状态(SOC)窗口,压力,压力,自行车速率等,10 - 12
锂离子电池(LIB)的独特特征,例如它们的长寿命和高能量密度特征,已促进了它们的全球知名度,并巩固了其作为从便携式电子设备到电动汽车的各种应用的最重要电源的地位。1 - 3液体仍然是消费电子产品和电动汽车中最广泛的电源,甚至是20 - 25年。4,5每年对LIB的需求已达到700 GWH,预计到2030年将攀升至空前的4.7 TWH。6 libs通常包含基于李的阴极(LiCoo 2,Limn 2 O 4,Lini X Mn Y Co Z O 2,Lini X Co Y Al Z O 2,LifePo 4),阳极(石墨),电解质(有机溶剂中的LIPF 6)和分离剂(聚丙烯或多乙烯)。7基于Li的阴极是Libs的关键组成部分;
最近,富含Ni的过渡金属氧化物(Lini X Mn Y Co Z O 2 Ni-Rich NMC,X $ 0.7)已获得对锂离子电池(LIB)的兴趣,主要是由于它们的高特征率较高的c速率(最高220 mA H G-G-g-1)和较低的成本。1,2 LINI 0.8 CO 0.1 Mn 0.1 O 2(NMC811)和其他富含Ni的层次氧化物的发展使它们可以在电动汽车Libs中用作阴极材料。3传统上,NMC811电极是使用N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)溶剂产生的,该溶剂既有毒又昂贵。4为了追求NMC811电极的更可持续和绿色的生产,已经研究了水基加工。但是,这带来了挑战。5 - 7例如,在水加工过程中,可以去除颗粒表面上的碳酸锂残留物。8然而,据报道,富含Ni的NMC材料可以与水反应
摘要 通过恒电流间歇滴定技术在 3 至 4.2 V 电压范围内测定了 LiNi 1/3 Mn 1/3 Co 1/3 O 2 中的化学扩散系数。在充电和放电过程中,这些层状氧化物正极中的计算扩散系数分别在开路电压 3.8 V 和 3.7 V vs. Li/Li + 时达到最小。观察到的化学扩散系数的最小值表明在此电压范围内发生了相变。使用非原位晶体学分析确定了不同锂化状态下 LiNi 1/3 Mn 1/3 Co 1/3 O 2 正极的晶胞参数。结果表明,晶胞参数变化与 NMC 正极中化学扩散的观测值相关性很好;在同一电压范围内,绝对值有显著变化。我们将观察到的晶胞参数变化与镍转化为三价状态(具有 Jahn-Teller 活性)以及锂离子和空位的重新排列联系起来。
电池技术不断进步,以降低成本提高能量密度、稳定性和安全性。如今,钴/镍基金属氧化物(如 LiCoO 2 、LiNi x Co y Mn z O 2 和 LiNi 0.53 Co 0.3 Al 0.17 O 2 )占据了商用锂纽扣电池正极材料的主导地位。1 然而,为了降低成本并实现更好的性能,2 研究人员继续寻找潜在的替代电极。层状过渡金属二硫属化物(MX 2 ;M = 过渡金属,X = S、Se、Te)为在正极中插入主体物质提供了另一个有希望的方向。自从 Whittingham 于 1976 年报道了二硫化钛 (TiS 2 ) 在碱金属中的动力学有利的插入反应以来,人们对其进行了广泛的研究。3 由于其良好的电导率、4 比 LiCoO 2 更高的能量密度和快速的循环速度,4 TiS 2 现在被认为是 LIBs 和超越锂离子(如 Na、K 和 Mg)在高功率系统中应用的有力竞争者。5 – 7 此外,TiS 2 为全固态电池的金属锂阳极结合提供了可能性,并可作为锂硫电池中锂多硫化物的吸收剂,以提高电池性能。8
每个Aldan组合药片剂,10 mg + 10 mg,含有116.1 mg乳糖。辅助物质的完整列表,请参见第6.1节。3。药物片剂。白色至轻翼,圆形片剂,两侧的名义直径为7毫米,凸面。白色到轻翼,圆形片剂,名义直径为9毫米,两侧凸,一侧有一条划分线。平板电脑分隔线并非用于打破平板电脑。白色到轻翼,纵向,12毫米x 5.4毫米,凸,一侧有一条划分线。平板电脑分隔线并非用于打破平板电脑。4。详细的临床数据4.1使用Aldan组合产物的适应症指示在同一剂量的perindopril和amlodipine Control的患者中,在自发性高血压治疗和(或)稳定的冠状动脉疾病治疗中被认为是替代治疗。
每个Aldan组合药片剂,10 mg + 10 mg,含有116.1 mg乳糖。辅助物质的完整列表,请参见第6.1节。3。药物片剂。白色至轻翼,圆形片剂,两侧的名义直径为7毫米,凸面。白色到轻翼,圆形片剂,名义直径为9毫米,两侧凸,一侧有一条划分线。平板电脑分隔线并非用于打破平板电脑。白色到轻翼,纵向,12毫米x 5.4毫米,凸,一侧有一条划分线。平板电脑分隔线并非用于打破平板电脑。4。详细的临床数据4.1使用Aldan组合产物的适应症指示在同一剂量的perindopril和amlodipine Control的患者中,在自发性高血压治疗和(或)稳定的冠状动脉疾病治疗中被认为是替代治疗。