北碚钴酸锂钴粉废料回收

钴酸锂回收
1钴酸锂存在的问题
由于正极材料本身的局限性，高电压下过量脱锂导致层状结构不稳定，产生体相结构变化，伴随着相变和体积变化，使得晶胞参数变化、晶界错位、应力变化、颗粒开裂，导致容量快速衰减；体相结构体积变化影响到表面结构变化，使得表面易产生裂纹，导致表面热稳定性减弱、金属溶解、析氧等；表面结构的变化伴随着界面副反应及氧的转移，使得电解液氧化、内阻增加、产气、热稳定及安全性能下降等，导致一系列宏观电池失效行为

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目前，二价镁离子是工业生产成功掺杂元素之一。三价元素掺杂，主要分为无化学活性的硼、铝、铱，有化学活性的锰、镍、铬等元素。G.Cede r等[10]通过理论计算预测及实验证明铝离子能够有效提高钴酸锂在高压下的循环性能及降低成本。Gopukumar等[11]将锰离子掺杂高压钴酸锂中，并充电至4.5V，了锰离子在高压钴酸锂中应用的先河。三价元素掺杂铝离子是成功的一员，铝离子掺杂进入材料晶胞，取代钴离子的位置。

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三价元素掺杂铝离子是成功的一员，铝离子掺杂进入材料晶胞，取代钴离子的位置。铝离子半径与钴离子相近，使得铝离子更易均匀掺杂到钴层中，并不影响锂离子的传输，同时铝离子不参与反应，起到稳定骨架的作用；(2)阳离子掺杂：阳离子掺杂通常指价态正三价的离子，主要包括钛、锰、锆、钼、钨等离子。Gopukumar等[12]发现适量的钛掺杂能提高材料的放电比容量，同时钛元素的掺杂后能降低钴的平均价态，提高材料循环稳定性

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通过性原理计算及实验验证，钛元素不容易掺杂到钴酸锂晶格，更容易富集在材料表面；(3)共掺杂：Zhang Jie Nan等[14]采用钛、镁、铝痕量元素共掺杂，采用同步辐射X射线三维成像技术揭示镁和铝元素更容易掺杂进入材料晶体结构中抑制4.5V左右相变；钛元素则倾向于界面和表面富集，提高倍率性能和降低表面氧活性；钛、镁、铝痕量元素共掺杂在高电压下具有的效率，倍率性能及循环性能

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表面包覆能够抑制表面元素溶解，稳定表面结构，提升电化学性能。表面包覆包括：(1)电子导体包覆：碳元素是一种电子导体材料，J.Kim等[15]通过低温液相法将碳元素包覆在钴酸锂表面，他们发现碳能够提高循环性能、倍率性能及高温存储性能；(2)离子导体包覆：LATP是一种良好的离子导体材料，Morimoto等[16]应用机械法将电解质LATP包覆在钴酸锂表面，提高钴酸锂在4.5V的循环性能及倍率性能

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(1)表面界面结构的控制：主要通过引入新的表面包覆优化表面结构，抑制过渡金属溶解，抑制表面重构，从而达到提的目的；

(2)抑制表层氧的活性：氧的溢出伴随着过渡金属溶解及产气的发生。通过表层处理及高压电解液的配套使用，降低材料表面气体溢出，从而达到提高高温稳定性及循环性能的目的