废旧LiCoO_2改性钠离子电池Na_(0.67)Fe_(0.5)Mn_(0.5)O_2正极材料

作者：侯香龙; 冯绪勇; 徐义俭; 吴辰华; 马健; 叶鹏; 项宏发

来源：硅酸盐学报, 2021, 50(01): 16-25.

• 废旧锂离子电池
• 钴酸锂
• 回收与再利用
• 钠离子电池
• 铁锰酸钠

以废旧锂电池中的LiCoO_2正极材料为原料,通过溶解回收其中的Li、Co元素并用于Na_(0.67)Fe_(0.5)Mn_(0.5)O_2的改性,成功制备出钠离子电池正极材料Na_(0.67-1.33x)Li_xCo_x(Fe_(0.5)Mn_(0.5))_(1-2x)O_(2 )(x=0、0.035、0.070、0.105、0.140)。X射线衍射(XRD)结果显示,Li~+/Co~(3+)可以掺杂到P2-Na_(0.67)Fe_(0.5)Mn_(0.5)O_2中形成固溶体,伴随着晶胞参数的变小。X射线光电子能谱(XPS)结果显示Li~+/Co~(3+)的掺杂会导致部分Mn~(3+)被氧化为Mn~(4+),降低了Jahn–Teller效应的影响。电化学测试表明,与原始样相比,改性后的Na_(0.67)Fe_(0.5)Mn_(0.5)O_2容量有一定下降,但循环稳定性和倍率性能都有所提高。当掺杂量为0.105时,Na_(0.53)Li_(0.105)Co_(0.105)(Fe_(0.5)Mn_(0.5))_(0.79)O_2电化学性能最好,1 C电流密度时,150圈循环后的容量保持率达到67%,5 C电流密度时的容量可以达到30 mA·h/g。

• 单位
  合肥工业大学