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第30卷 第6版
6月2023
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文章导航 > 矿物冶金与材料学报（英文）  >2023  > 30(6): 1162-1170
Hui Tong、Yi Li、Gaoqiang Mao、Chaolei Wang、Wanjing Yu、Yong Liu和Mudan Liu，废LiFePO再生4通过同时涂层和掺杂策略，国际矿业杂志。金属。马特。第30卷（2023年），第6期，第1162-1170页。 https://doi.org/10.1007/s12613-022-2577-2
引用本文如下：
Hui Tong、Yi Li、Gaoqiang Mao、Chaolei Wang、Wanjing Yu、Yong Liu和Mudan Liu，废LiFePO再生4通过同时涂层和掺杂策略，国际矿业杂志。金属。马特。第30卷（2023年），第6期，第1162-1170页。 https://doi.org/10.1007/s12613-022-2577-2
舒
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研究论文

采用包覆和掺杂同步改性策略修复废旧磷酸亚铁锂4制备高性能正极材料

  • 1)

    中南大学冶金与环境学院，长沙 410083，中国

  • 2)

    广东省矿产资源开发和综合利用重点实验室，广州510560，中国

  • 3)

    有色金属资源循环利用国家地方联合工程研究中心，长沙 410083，中国

  • 4)

    中南大学先进电池材料教育部工程研究中心，长沙 410083，中国

  • 5)

    广东省科学院资源利用与稀土开发研究所，广州510560，中国

  • 通讯作者:

    喻万景电子邮件：yuwj2005@163.com

文章亮点

  • （1）系统研究了短流程固相烧结法修复废旧磷酸亚铁锂4正极材料。
  • （2）提出了补锂过程中碳包覆与镁离子掺杂同步改性的策略。
  • （3）总结了修复再生磷酸亚铁锂4正极材料电化学性能提升的机理。
  • 随着新能源汽车的日渐普及导致动力电池的需求量和报废量呈现爆发式增长，对废旧电池正极材料进行修复再生利用具有重要的环保和经济意义。通过传统浸出方式回收正极材料中有价金属能够实现正极材料的资源化利用，但存在流程复杂、经济效益低、污染严重等问题；而仅通过补锂的方式修复得到的再生正极材料存在循环稳定性差的缺陷。本研究通过固相烧结法补充废旧磷酸亚铁锂4中损失的锂离子，并加入葡萄糖促进 铁3+还原的同时在磷酸亚铁锂4表面形成碳包覆层。此外，在补锂过程中加入镁2+实现修复再生和掺杂改性同步进行。结果表明，再生过程中同步掺入镁2+可以明显提高晶体结构稳定性以及锂离子扩散系数。再生磷酸亚铁锂4正极材料表现出优异的电化学性能。在1 C、Mg-RLFP的首次放电容量为131.8毫安时●克−1，200圈和400圈容量保持率分别达到98.8%和92.2%；在0.1℃和10℃，Mg-RLFP的放电容量分别为142.9毫安时·克−1和95.5毫安时●克−1。研究结果表明，补锂过程中采用碳包覆与镁离子掺杂同步改性的策略能够有效地修复废旧磷酸亚铁锂4正极材料。
    • 研究文章

    废LiFePO的再生4通过同时涂层和掺杂策略作为高性能阴极材料

    +作者关联
      摘要
    • 随着退役电动汽车数量的逐年增加，大量废弃的动力电池正极材料急需处理。然而，回收金属盐的常用浸出方法在经济上效率低且污染严重。同时，仅通过锂修复获得的回收材料在循环稳定性方面的性能有限。在此，开发了一种简单的固相还原法来回收废LiFePO4通过同时引入镁2+异原子掺杂离子。颗粒团聚、碳层断裂、锂损失和铁的问题3+废LiFePO中的缺陷4也解决了这个问题。结果表明，Mg2+再生过程中的添加可以显著提高晶体结构的稳定性，改善锂离子+扩散系数。再生LiFePO4电化学性能显著提高，比放电容量为143.2 mAh·g−1在0.2℃下，其容量保持率在1℃下200次循环后从37.9%大幅提高到98.5%。特别是其放电容量可达95.5 mAh·g−110℃时，高于废LiFePO4（55.9毫安时·克−1). 所有这些结果表明，提出的碳涂层和镁同时再生策略2+掺杂适合于对废LiFePO进行有效处理4.
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