氟是废旧锂电池回收难以回避的典型杂质元素,其迁移转化行为复杂,制约了高品质正极材料的可控再生制备.本研究通过揭示废旧锂电池在热解、浸出及高镍LiNi_(0.9)Co_(0.05)Mn_(0.05)O_(2)材料再生过程中氟的迁移转化规律,为氟的定向调控...氟是废旧锂电池回收难以回避的典型杂质元素,其迁移转化行为复杂,制约了高品质正极材料的可控再生制备.本研究通过揭示废旧锂电池在热解、浸出及高镍LiNi_(0.9)Co_(0.05)Mn_(0.05)O_(2)材料再生过程中氟的迁移转化规律,为氟的定向调控及材料的可控再生制备奠定理论基础实验结果表明:热解过程中部分氟(45.71%)以气态热解产物的形式释放到大气中,而另一部分氟(52.34%)则向废三元材料的晶格内发生迁移,并随着湿法浸出溶解到镍钴锰的浸出液中.浸出液中少量的氟会在共沉淀制备前驱体过程中迁移到Ni_(0.9)Co_(0.05)Mn_(0.05)(OH)2前驱体材料,并随着配锂烧结掺杂到再生LiNi_(0.9)Co_(0.05)Mn_(0.05)O_(2)材料表面.进一步通过调控氟含量发现,当浸出液中氟浓度控制在0.30 g L^(-1)时,引入到再生LiNi_(0.9)Co_(0.05)Mn_(0.05)O_(2)材料中的氟不仅不会引起不利相变,而且能够稳定材料结构,从而有效提升再生高镍材料的循环稳定性(1 C电流密度下循环100圈的容量保持率高达95.7%).因此,本研究不仅揭示了废旧锂电池回收过程中氟的迁移转化行为,而且可控再生制备了高性能氟掺杂高镍LiNi_(0.9)Co_(0.05)Mn_(0.05)O_(2)正极材料,为废旧锂离子电池回收过程中氟的调控提供了理论依据.展开更多
基金supported by the National Natural Science Foundation of China (51904340)the Natural Science Foundation of Hunan (2021JJ2020066)+1 种基金the National Key Research and Development Program (2019YFC1907801, 2019YFC1907803 and 2019YFC1907804)the Central South University Innovation-Driven Research Programme (2023CXQD009)。
文摘氟是废旧锂电池回收难以回避的典型杂质元素,其迁移转化行为复杂,制约了高品质正极材料的可控再生制备.本研究通过揭示废旧锂电池在热解、浸出及高镍LiNi_(0.9)Co_(0.05)Mn_(0.05)O_(2)材料再生过程中氟的迁移转化规律,为氟的定向调控及材料的可控再生制备奠定理论基础实验结果表明:热解过程中部分氟(45.71%)以气态热解产物的形式释放到大气中,而另一部分氟(52.34%)则向废三元材料的晶格内发生迁移,并随着湿法浸出溶解到镍钴锰的浸出液中.浸出液中少量的氟会在共沉淀制备前驱体过程中迁移到Ni_(0.9)Co_(0.05)Mn_(0.05)(OH)2前驱体材料,并随着配锂烧结掺杂到再生LiNi_(0.9)Co_(0.05)Mn_(0.05)O_(2)材料表面.进一步通过调控氟含量发现,当浸出液中氟浓度控制在0.30 g L^(-1)时,引入到再生LiNi_(0.9)Co_(0.05)Mn_(0.05)O_(2)材料中的氟不仅不会引起不利相变,而且能够稳定材料结构,从而有效提升再生高镍材料的循环稳定性(1 C电流密度下循环100圈的容量保持率高达95.7%).因此,本研究不仅揭示了废旧锂电池回收过程中氟的迁移转化行为,而且可控再生制备了高性能氟掺杂高镍LiNi_(0.9)Co_(0.05)Mn_(0.05)O_(2)正极材料,为废旧锂离子电池回收过程中氟的调控提供了理论依据.
