阿尔伯塔大学Wang Xiaolei Carbon Energy：镍锰共掺杂升级回收钴酸锂正极

原创 Nianji Zhang Carbon Energy

Upcycling of spent LiCoO₂ cathodes via nickel‐ and manganese‐doping

Nianji Zhang, Wenjing Deng, Zhixiao Xu, Xiaolei Wang*

Carbon Energy

DOI: 10.1002/cey2.231

研究背景

随着锂电池在便携式电子产品和电动汽车中的大规模普及与应用，锂电正极回收成为保障电池产业供应链以及解决废旧电池的环境与安全隐患的必要途径。相比于火法和湿法冶金，直接回收拥有低成本、低能耗、低温室气体排放的优点。然而，直接回收旨在修复正极材料在循环过程中产生的缺陷和相变，以求再生正极能够达到或接近于其初始性能。同时由于回收的滞后性，直接回收所产出的再生材料难以满足目前的市场需求。因此，迫切需要在直接回收的基础上开发一种可以提高再生材料性能表现的回收手段。

研究内容

阿尔伯塔大学Wang Xiaolei教授团队通过改进常用的水热补锂-高温处理(HT-SA)两步直接回收方法，在商业钴酸锂正极材料上实现了Ni-Mn共掺杂以提高充放电性能的新型升级回收策略。该成果以“Upcycling of spent LiCoO₂ cathodes via nickel‐ and manganese‐doping”为题发表在Carbon Energy上。

本文亮点

(1)在HT-SA直接回收的基础上，开发了一种Ni-Mn共掺杂的钴酸锂升级回收方法。

(2)5% Ni-Mn掺杂的钴酸锂材料在4.35 V截止电压和1 C (140 mA g^-1)放电电流下，展现了约160 mAh/g的放电容量，100圈循环容量保持率91.2%，远高于原始正极（相同条件下其放电容量为124 mAh/g，100圈保持率为89.05%）。

图文解析

1. 通过在传统水热补锂-高温处理的引入Ni-Mn掺杂，这种方法避免了湿法冶金低能量效率的缺点，同时也继承了直接回收的低成本、低能耗、绿色可持续的优点。