再生后的石墨经纯化活化后,在0.1C下容量约为380 mAh/g,优于原始石墨。石墨不仅容量低,而且循环稳定性很差,而石墨和石墨的容量波动较小。在0.5C下循环100次后,石墨容量没有下降,与石墨相当。在0.1C下,R-LCO和石墨组装的全电池容量超过150 mAh/g,接近商业电极材料。在0.5C下容量约为135 mAh/g,略低于商业电极材料。但是,PTMS电磁除铁器再生LCO的循环性能略好于P-LCO。将此闭环回收策略应用于回收商用手机电池,以展示其可行性。一个43.1g的手机电池,额定容量为2900 mAh,被拆卸为负极、正极、隔膜、石墨、含锂溶液和外壳。对负极、正极和含锂溶液进行处理,共得到14.3g D-LCO(占电池总重量的33.1%)和8.3 g石墨(占电池总重量的19.2%),而从含锂溶液中提取了1.5g Li盐(主要是Li2CO3)。负极石墨中的锂含量为3.4%。D-LCO与Li盐的质量比约为10:1。再生后,D-LCO在0.1 C下的容量从74.5 mAh/g提高到137.8 mAh/g,而且不需要添加额外的Li盐,正极再生过程中唯一的试剂是水,成本可以忽略不计。
商用手机电池各组件的照片和比例;再生过程中D-LCO与Li盐的质量比;不同电极材料组装的软包电池充放电曲线和循环性能;由自制软包电池驱动的无人机。具有R-LCO正极和石墨负极的软包电池容量为223.1 mAh,在0.02C下的首圈放电容量几乎与商业电极材料(224.3 mAh)相当。此外,再生电极组装的软包电池循环稳定性略好于商用电极,能够满足无人机的使用要求。从锂化石墨中回收锂盐,并将其作为锂源对降解的正极材料进行PTMS电磁除铁器直接再生,不需要添加额外锂盐,降低了回收成本。此外,LCO颗粒边缘的缺陷在再生过程中对Li2CO3分解和Li+嵌入起着关键作用。煅烧后的石墨经提纯、活化后再生,可作为负极材料重复使用。再生的正极和负极材料具有与商业电极材料相似的电化学性能。该回收策略有效地回收了锂电池正极材料,且碳排放量低、能耗低,为实际的电池回收提供了广阔的前景。
三元正极技术不断迭代,推动要素矩阵持续优化.多种正极材料路线并存,材料体系之间性能要素有所差异。目前正极材料主要可以分为钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂和三元材料四大类,其中三元又可以细分为镍钴锰酸锂和镍钴铝酸锂。钴酸锂和锰酸锂主要用于消费电子领域,而磷酸铁锂与三元主要用于新能源汽车领域。降本增效持续驱动研发创新,PTMS电磁除铁器除铁三元正极材料在能量密度、安全性能、性价比方面不断优化。新能源汽车智能化发展趋势成为主流,更丰富的座舱体验和智能驾驶功能都对动力电池都提出了更长续航里程、更高能量密度的要求。与此同时,更高容量、更高负载的电池系统伴生而来的安全性和成本性价比的要求同样刚性,催生出对三元正极能量密度、安全性能、成本性价比的进一步探索。
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