近期,中國科學院合肥物質科學研究院固體物理研究所環境與能源納米材料中心在廢舊鈷酸鋰升級為高壓鈷酸鋰正極材料的研究中取得進展,將廢舊鈷酸鋰升級為4.6V高壓鈷酸鋰。

圖片來源:中國科學院合肥物質科學研究院

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來自中國科學院合肥物質科學研究院的消息顯示,近期,該院固體物理研究所環境與能源納米材料中心在廢舊鈷酸鋰升級為高壓鈷酸鋰正極材料的研究中取得進展,將廢舊鈷酸鋰升級為4.6V高壓鈷酸鋰。相關研究成果發表在《先進材料》(Advanced Materials)上。該研究工作得到國家自然科學基金等的支持。

由于市場份額攀升、產品迭代速度加快以及鋰離子電池壽命的有限性,導致廢舊鈷酸鋰電池數量逐年提高。

合肥研究院提出了濕化學浸漬/固相燒結以及磷化策略,修復了廢舊鈷酸鋰中受損的層狀結構,實現了鈷酸鋰材料體相Mn摻雜、近表面P梯度摻雜以及Li3PO4/CoP復合表面改性。具有離子電導性的Li3PO4和電子導電性的CoP的復合表面涂層有利于抑制電極/電解質界面副反應,并利于Li+擴散和電子傳輸。同時,多種表征技術證實,形成的強P-O鍵和Mn-O鍵可以穩定鈷酸鋰的晶體結構,利于抑制晶格氧的逸出。上述協同效應使得升級后的鈷酸鋰在4.6V電壓下具有優異的電化學性能,如高比容量、良好的循環穩定性等,性能優于商業鈷酸鋰正極材料。

此外,研究人員結合原位X射線衍射技術、GITT測試及DFT密度泛函理論計算結果,分析了高壓鈷酸鋰充放電過程中的反應機制。該研究設計的多重表面改性與體相摻雜策略,為退役鈷酸鋰直接升級再造為下一代高性能正極材料提供了指導。

[責任編輯:張倩]

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