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随着电子产品市场和新能源汽车产业的不断发展,锂离子电池因为其拥有高的质量能量密度(150~200 Wh kg-1),低或无记忆效应,低的自放电,高的开路电压(3.3-4.2 V),大的工作温度范围(-20~60℃)等极佳的性能受到了产业的追捧。然而其巨大的需求也带了严重的环境问题,大量废弃的锂离子电池,污染着土壤和地下水。几种有价值的金属元素被废弃造成了资源的不合理使用,因此,从保护环境,回收资源角度来说,发展废旧锂离子电池回收技术是必要和迫切的。针对以上问题,本文提出了两种新型的回收利用锂离子电池材料的方法,并将其应用于锂硫电池储能领域。深入探究了其回收利用工艺对锂硫电池性能的影响,其不仅为废弃锂离子电池正极材料回收利用提供的新的思考,也为锂硫电池如何提升其电化学性能提供了一些解决思路。其主要内容分为以下两个部分:(1)将废弃锂离子电池拆分,分离等预处理手段处理废旧锂离子电池正极对比了几种从废旧锂离子正极分离正极材料的效果,发现使用球磨分离法分离废旧锂离子正极材料效果最佳,经其处理后原正极的铝元素含量降低到不足1/10,另外的通过使用配体与预处理后的锂离子电池正极材料里的金属元素螯合,通过简单的方法制备出厚度在40 nm左右的二维片状MOFs材料。将MOFs材料进一步高温煅烧制备得到多元素掺杂的多孔碳材料MOF-C,其能够较好地维持原有的片状结构。最后研究了不同温度煅烧制备的MOF-C材料通过熔融法与升华硫复合制备S/MOF-C复合材料制成到锂硫电池的电化学性能。其中本工作中利用废弃锂离子正极材料制备的MOFs衍生的二维多孔片状碳材料MOF800-C与升华硫复合材料S/MOF800-C在0.2C电流密度下,初始放电比容量为722.9 m Ah g-1,循环120圈后容量仍然保持324.1 m Ah g-1保持率为44.83%。(2)将废弃锂离子电池拆分,分离等预处理手段得到处理后的锂离子电池正极材料,通过使用EDTA萃取预处理后的锂离子电池正极材料里面金属元素,和尿素,KOH一定比例混合后,进一步干燥和高温煅烧后,成功得到有纳米金属颗粒负载的多元素掺杂的二维片状多孔E-C碳材料。进一步的将所合成E-C碳材料通过熔融灌硫法制备了锂硫电池,并研究了前驱体不同EDTA添加量下对所制备的En-C(n取4,5,6)碳材料和前驱体未添加废旧锂离子电池正极材料碳化后得到的E5N-C材料制备的锂硫电池的电化学性能。其中利用废旧正极材料合成的前驱体为5 g EDTA碳化后所制得的E5-C碳材料具有最佳的电化学性能,E5-C材料0.1-5 C电流密度下的比容量分别为1248.9 m Ah g-1,1129.3 m Ah g-1,962.5 m Ah g-1,845.5 m Ah g-1,679.4 m Ah g-1,286.1 m Ah g-1,且在经历高倍率放电后,电池回到0.1C的仍然获得了1089.7 m Ah g-1的比容量,容量保持率高达87.25%,展现出良好的倍率性能。同时E5-C电池在1.0 C下初始放电比容量为769.6 m Ah g-1,500次循环后仍具有287.8 m Ah g-1的高可逆容量,相当于37.4%的容量保持率和每个循环仅有0.125%的低的容量衰减率,展现出极佳的循环稳定性能。最后通过各种表征手段和VASP理论计算多方面阐释了E-C材料具有较优电化学性能的原因,即E-C材料具有较高的吡啶氮和吡咯氮含量,且氮元素的掺杂和来源于废旧锂离子正极材料中的金属元素形成的纳米金属颗粒增强了Li PSs的动力学转化并有效地限制了它们在电化学过程中的溶解,进一步的对抑制Li PSs和锂负极之间的腐蚀反应也起到一定的作用。这也为锂硫电池如何提升其电化学性能提供了一些解决思路。