如何保證回收后的電池性能符合要求？主要看的參數(shù)都在這里了！
來(lái)源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-04-24 02:44
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電池鋰源的選擇：
該方法采用共晶熔融鹽作為鋰源為NCM正極補(bǔ)鋰。共晶熔融鹽是指在高于共晶溫度時(shí)熔化的鹽混合體系，因共晶溫度比各個(gè)鹽組分的熔點(diǎn)低，可以實(shí)現(xiàn)在較低的溫度下熔化。通過(guò)相圖可知（圖1），當(dāng)氫氧化鋰和硝酸鋰的摩爾比例為2：3時(shí)達(dá)到共晶點(diǎn)，熔點(diǎn)最低（約176攝氏度）。因此，具有該組分的鋰鹽被用作鋰源。
補(bǔ)鋰反應(yīng)溫度的確定：
衰減的正極材料與鋰鹽混合物的DSC曲線在176攝氏度顯示了一個(gè)吸熱峰（圖2），對(duì)應(yīng)鋰鹽的熔化；而在250攝氏度顯示了一個(gè)放熱峰，對(duì)應(yīng)鋰鹽開(kāi)始與衰減的正極材料發(fā)生反應(yīng)，為其補(bǔ)鋰，并放出氧氣等氣體（在TGA曲線中可觀察重量的減輕）。因此，300攝氏度被確定為補(bǔ)鋰反應(yīng)的溫度，反應(yīng)時(shí)間設(shè)為2小時(shí)或4小時(shí)。經(jīng)補(bǔ)鋰后的材料在氧氣中850攝氏度燒結(jié)4小時(shí)，得到再生后的NCM523正極材料。
化學(xué)組成和體相晶體結(jié)構(gòu)的恢復(fù)：
ICP對(duì)化學(xué)組分的測(cè)量結(jié)果顯示，衰減后的NCM523有高達(dá)40%的鋰流失，鋰的含量只有原始含量的60%，另外，在X射線衍射圖中（圖3），衰減后的材料（003）峰明顯左移，對(duì)應(yīng)于層間距的增大，與鋰的流失有直接關(guān)系。而經(jīng)過(guò)再生后的材料，ICP結(jié)果顯示鋰含量恢復(fù)至原始值，而且（003）峰移回至原始位置，證明了該再生過(guò)程成功將鋰補(bǔ)充進(jìn)衰減的正極材料。
表面晶體結(jié)構(gòu)的恢復(fù)：
在衰減的材料表面高分辨TEM圖像中觀察到了鹽巖相結(jié)構(gòu)（圖4），沿鋰層的強(qiáng)度曲線顯示表面的強(qiáng)度顯著增加，該現(xiàn)象由過(guò)渡金屬元素遷移到鋰所在層導(dǎo)致，證明了材料表面發(fā)生了相變。而在再生的材料表面并未觀察到鹽巖相和過(guò)渡金屬元素在鋰層的存在。EELS可獲得衰減/再生材料的表面和內(nèi)部的過(guò)渡金屬氧化態(tài)（圖5），進(jìn)一步支持了從TEM圖像中得到的結(jié)論：再生過(guò)程可以將鹽巖相恢復(fù)至材料原始的層狀結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了表面晶體結(jié)構(gòu)的恢復(fù)。
電池化學(xué)性能的恢復(fù)：
經(jīng)過(guò)4小時(shí)的熔融鹽補(bǔ)鋰反應(yīng)，再生材料的容量，循環(huán)性能和倍率性能都完全恢復(fù)至原始材料具有的性能（圖6）。而2小時(shí)的補(bǔ)鋰反應(yīng)時(shí)間較短，反應(yīng)并未完全，所以各個(gè)指標(biāo)都低于原始材料。
該方法采用共晶熔融鹽作為鋰源為NCM正極補(bǔ)鋰。共晶熔融鹽是指在高于共晶溫度時(shí)熔化的鹽混合體系，因共晶溫度比各個(gè)鹽組分的熔點(diǎn)低，可以實(shí)現(xiàn)在較低的溫度下熔化。通過(guò)相圖可知（圖1），當(dāng)氫氧化鋰和硝酸鋰的摩爾比例為2：3時(shí)達(dá)到共晶點(diǎn)，熔點(diǎn)最低（約176攝氏度）。因此，具有該組分的鋰鹽被用作鋰源。
補(bǔ)鋰反應(yīng)溫度的確定：
衰減的正極材料與鋰鹽混合物的DSC曲線在176攝氏度顯示了一個(gè)吸熱峰（圖2），對(duì)應(yīng)鋰鹽的熔化；而在250攝氏度顯示了一個(gè)放熱峰，對(duì)應(yīng)鋰鹽開(kāi)始與衰減的正極材料發(fā)生反應(yīng)，為其補(bǔ)鋰，并放出氧氣等氣體（在TGA曲線中可觀察重量的減輕）。因此，300攝氏度被確定為補(bǔ)鋰反應(yīng)的溫度，反應(yīng)時(shí)間設(shè)為2小時(shí)或4小時(shí)。經(jīng)補(bǔ)鋰后的材料在氧氣中850攝氏度燒結(jié)4小時(shí)，得到再生后的NCM523正極材料。
化學(xué)組成和體相晶體結(jié)構(gòu)的恢復(fù)：
ICP對(duì)化學(xué)組分的測(cè)量結(jié)果顯示，衰減后的NCM523有高達(dá)40%的鋰流失，鋰的含量只有原始含量的60%，另外，在X射線衍射圖中（圖3），衰減后的材料（003）峰明顯左移，對(duì)應(yīng)于層間距的增大，與鋰的流失有直接關(guān)系。而經(jīng)過(guò)再生后的材料，ICP結(jié)果顯示鋰含量恢復(fù)至原始值，而且（003）峰移回至原始位置，證明了該再生過(guò)程成功將鋰補(bǔ)充進(jìn)衰減的正極材料。
表面晶體結(jié)構(gòu)的恢復(fù)：
在衰減的材料表面高分辨TEM圖像中觀察到了鹽巖相結(jié)構(gòu)（圖4），沿鋰層的強(qiáng)度曲線顯示表面的強(qiáng)度顯著增加，該現(xiàn)象由過(guò)渡金屬元素遷移到鋰所在層導(dǎo)致，證明了材料表面發(fā)生了相變。而在再生的材料表面并未觀察到鹽巖相和過(guò)渡金屬元素在鋰層的存在。EELS可獲得衰減/再生材料的表面和內(nèi)部的過(guò)渡金屬氧化態(tài)（圖5），進(jìn)一步支持了從TEM圖像中得到的結(jié)論：再生過(guò)程可以將鹽巖相恢復(fù)至材料原始的層狀結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了表面晶體結(jié)構(gòu)的恢復(fù)。
電池化學(xué)性能的恢復(fù)：
經(jīng)過(guò)4小時(shí)的熔融鹽補(bǔ)鋰反應(yīng)，再生材料的容量，循環(huán)性能和倍率性能都完全恢復(fù)至原始材料具有的性能（圖6）。而2小時(shí)的補(bǔ)鋰反應(yīng)時(shí)間較短，反應(yīng)并未完全，所以各個(gè)指標(biāo)都低于原始材料。
