长沙钴酸锂回收服务至上
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为减少对大自然的污染,营造我们绿色的家园,本人投身于环保事业,长期从事钴镍废料,电池厂里的废极片,废钴粉,钴浆,钴泥等一切电池废料回收处理再利用事业。
为各类大中小工厂、企业提供节源、环保、降耗的服务,使您的废旧物资不流失,希望我们能成为您的佳合作伙伴。
现拥有的冶炼技术与的生产设备和丰富的回收经验,本公司坐落在深圳市龙岗区,资金雄厚,回收业务点主要分布在深圳,东莞,惠州;
长期在整个珠三角、长三角地区乃至全国各地回收各种钴镍废料、废电池废料
回收业务包括:
(1)废钴类:含钴废料包括:过期钴酸锂、报废钴酸锂、三元材料、镍钴锰酸锂、钴粉废料、钴浆、钴泥、四氧化三钴、氧化钴、氯化钴、碳酸钴、草酸钴、铝钴纸、电池正极材料、边角料(电池极边边角料、锂电池钴酸锂正极片)
(2)各型号废旧、次品含镍钴电池(锂电池、锂离子电池、聚合物锂电、18650电池、废旧手机电池、镍氢电池、镍镉电池、镍锌电池以及可反复充电的废电池。)
(3)废镍锡类:废镍板、废镍粉、储氢合金粉、镍片、镍块、镍氢正负片、镍珠、梅花镍、氧化镍、氧化亚镍、锡条、锡线、锡膏、锡珠、锡渣等镍锡材料
在钴酸锂电极材料的探索中,高电压钴酸锂的探索一直是萦绕在研究人员心中。在早期的钴酸锂探索中,当电压4.25V时,电池的循环性能出现了快速的衰减,此时钴酸锂材料六方晶相开始向单斜相转变。
相关研究表明单斜相变与电池性能衰减之间的关系如下:相变过程中材料体积变化导致材料性能变化;相变不可逆造成容量衰减与结构破坏;
表面副反应进一步加剧;过渡金属溶解加速Li源消耗;氧参与电荷转移进一步氧化电解液。
随着对材料改性技术的运用,相关高电压钴酸锂材料取得了长足的进步,然而关于高电压钴酸锂材料的研究依然爱不得不面对如下几个问题
锂电池是一种将电化学能与电能互相转换的电化学储能器件,通过锂离子与电子在电极材料中的注入与脱出实现能量的传递与互换。
伴随着锂离子与电子的传递,电池内部材料本征的物理化学参数如吉布斯自由能、费米面等会随之改变,反而在宏观电池参数上就是电池电压的变化以及电池容量的变化
随着3C产品更新换代越发频繁,3C产品“轻薄化、化”是一个发展趋势,这对锂离子电池能量密度提出更高要求。
目前主要通过提高截止电压来提高钴酸锂电池的能量密度。
提高充电电压,更多的锂离子从晶格中脱出,会引起结构的不稳定;
材料表层脱锂程度变高,结构相变从材料表面扩展到颗粒内部;
态钴不稳定,具有强氧化性,易与电解液反应;
钴的溶解伴随着氧的脱出及产气的发生,这些因素都会造成循环寿命缩短,安全性降低,影响高电压钴酸锂的实际应用。
为此,研究者提出许多方法进行改进,主流的方法是掺杂、包覆、电解液的优化、功能隔膜的使用。
掺杂是通过引入其他元素,掺入材料晶格中,优化体相结构,抑制充放电过程中相变,从而起到改善循环的作用;
包覆是在表层或浅层引入其他元素,优化表面界面结构,抑制表面界面副反应,从而起到改善循环的作用;
电解液优化及功能隔膜使用,提高电解液及隔膜的抗氧化能力,抑制锂枝晶生长,提高安全性能,从而改善循环作用。
近年来,研究者们同时进行基于高压钴酸锂表面掺杂、包覆、电解液优化及功能隔膜的使用来解决问题,高压钴酸锂的容量及循环得到改善,截止电压得到逐步提高。
钴酸锂充放电过程伴随着锂离子的脱出和嵌入,空间结构逐步发生变化。
当0.93≤x≤1,LixCoO2属于六方晶系(H-1相);0.75≤x<0.93时,六方晶系H-1相逐渐转变成六方晶系H-2相,两相比例随x的变化而变化;
0.5≤x<0.75时,LixCoO2属于六方晶系(H-2相);单相H-1和H-2都属于R-3m空间群,具有相同的对称性,但两相晶胞参数上有所不同,单相H-1通常偏向半导体电导特性,单相H-2通常偏向金属电导特性[2];
0.45≤x<0.5时,充电电压在4.2V左右,LixCoO2由六方晶系H-2转变为单斜晶系M,属于P12/m1空间群,
这一过程伴随着晶胞参数不规则变化,
导致这一现象的原因可能是锂离子和锂空位空间规律发生变化,
呈现出有序-无序-有序的变化规律,晶体参数的变化导致材料颗粒体积的变化,
LixCoO2由六方晶系H-2转变为单斜晶系M,材料晶胞沿c轴膨胀了2.3%[3];
0.28≤x<0.45时,单斜晶系M向第二个六方晶系O3转变,此相变的发生为后续高电压钴酸锂开发起到引导作用;
当x趋向于0时,第二个六方晶系O3逐渐转变为第二个单斜晶系O1转变,两相转变在4.5V附近,该相变沿c轴发生剧烈变化,膨胀了2.6%[3]
体相掺杂能够稳定材料结构,抑制不可逆相变,提高材料循环性能。
体相掺杂包含:
(1)阳离子掺杂:阳离子通常指价态不正三价的离子,主要有锂空位、锂离子、镁离子、铝离子、锆离子等。
A.R.West等[8]将镁离子引入到钴酸锂中,认为镁离子掺杂更倾向于钴的位置,使得钴的价态提高,产生一种导入型P型半导体掺杂,同时产生部分锂空位,能够在一定程度上提高电子电导,其研究成果对后续镁离子掺杂起到引导作用。
Delmas等[9]认为只有镁掺杂达到一定的量才能形成连续通道,表现出金属特性区域,才会反应出电子电导提升的现象。
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