| 基于废旧LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2正极材料高效再生的高性能锂离子电池 |
| Efficient regeneration of waste LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2 cathode toward high-performance Li-ion battery |
| 作者 | 单位 | E-mail | | 朱恒毅 | 南京信息工程大学环境科学与工程学院, 江苏省锂复合材料电池研发创新平台, 高端装备供能技术研究院, 江苏省大气环境监测与污染控制重点实验室, 江苏省大气环境与装备技术协同创新中心, 南京 210044 | | | 居李赟 | 南京信息工程大学环境科学与工程学院, 江苏省锂复合材料电池研发创新平台, 高端装备供能技术研究院, 江苏省大气环境监测与污染控制重点实验室, 江苏省大气环境与装备技术协同创新中心, 南京 210044 | | | 张浩月 | 南京信息工程大学环境科学与工程学院, 江苏省锂复合材料电池研发创新平台, 高端装备供能技术研究院, 江苏省大气环境监测与污染控制重点实验室, 江苏省大气环境与装备技术协同创新中心, 南京 210044 | | | 杜嘉欣 | 南京信息工程大学环境科学与工程学院, 江苏省锂复合材料电池研发创新平台, 高端装备供能技术研究院, 江苏省大气环境监测与污染控制重点实验室, 江苏省大气环境与装备技术协同创新中心, 南京 210044 | | | 谢予桐 | 南京信息工程大学环境科学与工程学院, 江苏省锂复合材料电池研发创新平台, 高端装备供能技术研究院, 江苏省大气环境监测与污染控制重点实验室, 江苏省大气环境与装备技术协同创新中心, 南京 210044 | | | 宋力 | 南京信息工程大学环境科学与工程学院, 江苏省锂复合材料电池研发创新平台, 高端装备供能技术研究院, 江苏省大气环境监测与污染控制重点实验室, 江苏省大气环境与装备技术协同创新中心, 南京 210044 | | | 靳亚超 | 南京信息工程大学环境科学与工程学院, 江苏省锂复合材料电池研发创新平台, 高端装备供能技术研究院, 江苏省大气环境监测与污染控制重点实验室, 江苏省大气环境与装备技术协同创新中心, 南京 210044 | | | 张明道 | 南京信息工程大学环境科学与工程学院, 江苏省锂复合材料电池研发创新平台, 高端装备供能技术研究院, 江苏省大气环境监测与污染控制重点实验室, 江苏省大气环境与装备技术协同创新中心, 南京 210044 | matchlessjimmy@163.com |
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| 摘要: 开发了一种高效的连锁工艺，包括酸浸、共沉淀和热处理，用于再生废弃的LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2(NCM523)材料。首先采用DL-酒石酸和甲酸作为浸出体系，Li、Ni、Co、Mn的浸出效率达到98%左右。然后将浸出液加入草酸溶液中进行共沉淀反应，再通过热处理实现材料的再生。再生的NCM523材料表现出优异的层状结构和均匀的元素分布。当将其用作锂离子电池的正极材料时，再生的NCM523在0.1C (18 mA·g-1)时的放电比容量为168.5 mAh·g-1，在0.5C下循环100次后表现出93.09%的容量保持率，与商用NCM523的性能相当。 |
| 关键词: 锂离子电池 再生 浸出 共沉淀 热处理 |
| 基金项目: 国家自然科学基金(No.52201258);江苏省自然科学基金(No.BK20210650，BK20210651);江苏省高等院校自然科学基金(No.21KJB430003)资助。 |
| Abstract: An efficient interlocking process was developed, including acid leaching, co-precipitation, and heat treatment, to regenerate waste LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2 (NCM523) materials. DL-tartaric acid and formic acid were used as leaching systems, and the leaching efficiencies of Li, Ni, Co, and Mn reached about 98%. The leaching solution was added to the oxalic acid solution for a co-precipitation reaction, and then the regeneration of the material was realized through heat treatment. The regenerated NCM523 material exhibited an excellent layered structure and uniform elemental distribution. When employed as a cathode material for LIBs, the regenerated NCM523 exhibited a discharge-specific capacity of 168.5 mAh·g-1 at 0.1C (18 mA·g-1), which is comparable to the performance of fresh NCM523. Furthermore, the regenerated NCM523 demonstrated a capacity retention of 93.09% after 100 cycles at 0.5C. |
| Keywords: Li-ion battery regeneration leaching co-precipitation heat treatment |
| 投稿时间：2024-10-07 修订日期：2025-02-21 |
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| 朱恒毅,居李赟,张浩月,杜嘉欣,谢予桐,宋力,靳亚超,张明道.基于废旧LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2正极材料高效再生的高性能锂离子电池[J].无机化学学报,2025,41(4):625-638. |
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