废旧动力锂离子电池中LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2正极材料的回收与再利用

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通过碱液浸出法对废旧动力锂离子电池中的LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2正极材料进行处理,在NaOH浓度为0.5 mol/L、固液比为0.1 g/mL条件下,25℃超声15 min,浸出率可达100%.将浸出物料通过共沉淀法,控制陈化时间分别为16、20和24 h制备新NCM523正极材料.当陈化时间为20 h时,SEM结果表明所制备出的材料形貌呈类球型,表面最为光滑.XRD精修数据显示其锂镍混排值最低,为3.21%.将其组装成扣式电池后,在0.1C下首次放电比容量为153.1 mAh/g,库伦效率为83.49%.在2.0C下循环50圈后,放电比容量为120.4 mAh/g,容量保持率为89.9%.
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影响高镍三元材料性能的关键步骤在于前驱体的制备,利用共沉淀法制备前驱体,底液氨水浓度作为三元前驱体制备的重要控制条件,可以对前驱体的形貌产生非常大的影响,从而影响成品正极材料的电化学性能.通过控制共沉淀制不同氨水底液浓度制备了三组样品材料.利用SEM、XRD考察了对结构的影响,并进一步探究了材料的电化学性能.结果表明,底液氨水浓度对合成组分均一、形貌均匀的前躯体十分重要,且直接影响烧结后的LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2正极材料的电化学性能.利用相同的共沉淀反应条件,在底液氨水浓度0.5 mol/L
作为锂离子电池负极材料,氧化锌具有理论比容量高(978 mAh/g)、来源广、环境友好和价格便宜等优势,是新一代高效环保的锂离子电池负极材料之一.然而氧化锌电极材料固有的电导率较低,不利于电池大电流充放电.并且在循环充放电过程中,易产生枝晶及周期性应力,导致材料体积膨胀或结构损坏,致使电池的循环性能衰减过快,容量保持率低.综述了改善氧化锌电化学性能的两种常用的策略:制备不同维度具有纳米结构的氧化锌电极材料;与碳材料、金属单质和金属氧化物等复合制备氧化锌复合电极,并对该类负极材料进一步研究、应用前景予以展望
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提出一种从报废锂离子电池正负极混合料中通过优化有氧焙烧-浮选实验条件对正极材料回收的工艺.报废锂离子电池正负极混合料经过有氧焙烧后,通过采用ICP-OES、SEM分析其元素含量以及微观形貌的变化.研究结果表明:电极材料颗粒表面涂覆有机膜的分解和氧化利用有氧焙烧得到解决;利用正交试验对浮选分离进行分析,从而得到了其优化后的浮选分离条件为:料浆浓度8%、搅拌速度1600 r/min、药剂量50 g/t、pH值1、通气量0.1 m3/h,得到正极材料的回收率为92.50%.
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