【科研论文】BE:废旧锰酸锂正极再生制备离子掺杂和含缺陷的MnO2基正极材料及其宽温域、长寿命储锌性能研究

发布者:刘任嫔发布时间:2023-06-01浏览次数:10

动力电池大规模应用带动了锂离子电池产业的快速发展和引起了上游原材料需求的快速增长。动力锂离子电池退役高峰期即将到来作为常见的动力锂离子电池正极材料,锰酸锂(LiMn2O4)基电池因其低成本、低毒性和高能量密度而被广泛使用。如果不进行适当的处理,直接丢弃到自然环境中,将对环境和生态造成危害。因此,针对废弃LiMn2O4电池进行回收再利用具有重要意义。可充电水性锌离子电池(AZIBs)由于其资源丰富、安全性高、成本低且对环境友好,已成为研究热点本文将废旧锰酸锂电池进行回收资源化,再制备成水系锌离子电池正极材料,既实现废旧电池的资源循环又高值化利用。

目前,福建师范大学环境与资源学院的陈庆华教授、曾令兴教授联合德国德累斯顿工业大学熊佩勋博士在《Battery Energy》上发表了题为“Regeneration of spent lithium manganate into cation-doped and oxygen-deficient MnO2 cathodes toward ultralong lifespan and wide-temperature-tolerant aqueous Zn-ion batteries”的研究文章,提出采用电沉积耦合低温煅烧法制备Li+/NH4+插层和具有氧缺陷的-MnO2@碳布复合物 (LNMOd@CC)。在碳布上电沉积二氧化锰将其浸泡在电沉积溶液中一定时间,MnO2@CC可以作为离子筛吸附溶液中的锂离子(Li+)和铵离子(NH4+)并使其预嵌入到二氧化锰离子筛的晶格中。作为AZIBs自支撑正极时该电极LNMOd@CC展现出高的比容量和长循环寿命,并在0到50度可以稳定循环,说明该材料具有良好的宽温域循环稳定性。这项工作为回收废旧锂离子电池的正极材料和设计水性多价离子电池提供了一种新的策略。

本工作不仅促进了废旧锂离子电池的回收再利用,还提出了一种用于制备宽温域、长寿命的锌离子电池材料的方法,对循环经济和储能材料的研究具有借鉴意义。