鈷酸鋰回收
1鈷酸鋰存在的問題
由于正極材料本身的局限性，高電壓下過量脫鋰導(dǎo)致層狀結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，產(chǎn)生體相結(jié)構(gòu)變化，伴隨著相變和體積變化，使得晶胞參數(shù)變化、晶界錯(cuò)位、應(yīng)力變化、顆粒開裂，導(dǎo)致容量快速衰減；體相結(jié)構(gòu)體積變化影響到表面結(jié)構(gòu)變化，使得表面易產(chǎn)生裂紋，導(dǎo)致表面熱穩(wěn)定性減弱、金屬溶解、析氧等；表面結(jié)構(gòu)的變化伴隨著界面副反應(yīng)及氧的轉(zhuǎn)移，使得電解液氧化、內(nèi)阻增加、產(chǎn)氣、熱穩(wěn)定及安全性能下降等，導(dǎo)致一系列宏觀電池失效行為

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在高電壓下相變的可逆程度是決定鈷酸鋰應(yīng)用的關(guān)鍵，而期望用單一的方法解決高壓鈷酸鋰的問題是不現(xiàn)實(shí)的。結(jié)合有效摻雜、共包覆、高壓電解液及新功能隔膜配套使用來緩解鈷酸鋰電池內(nèi)部失效，從而改善高壓鈷酸鋰
體相摻雜能夠穩(wěn)定材料結(jié)構(gòu)，抑制不可逆相變，提高材料循環(huán)性能。體相摻雜包含：(1)陽離子摻雜：陽離子通常指價(jià)態(tài)不正三價(jià)的離子，主要有鋰空位、鋰離子、鎂離子、鋁離子、鋯離子等。A.R.West等[8]將鎂離子引入到鈷酸鋰中

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認(rèn)為鎂離子摻雜更傾向于鈷的位置，使得鈷的價(jià)態(tài)提高，產(chǎn)生一種導(dǎo)入型P型半導(dǎo)體摻雜，同時(shí)產(chǎn)生部分鋰空位，能夠在一定程度上提高電子電導(dǎo)，其研究成果對(duì)后續(xù)鎂離子摻雜起到引導(dǎo)作用。Delmas等[9]認(rèn)為只有鎂摻雜達(dá)到一定的量才能形成連續(xù)通道，表現(xiàn)出金屬特性區(qū)域，才會(huì)反應(yīng)出電子電導(dǎo)提升的現(xiàn)象

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A.Yano等[19]發(fā)現(xiàn)在高電壓循環(huán)下，三氧化二鋁包覆鈷酸鋰能夠抑制表層材料開裂，改善電性能。S.S.Jayasree等[20]發(fā)現(xiàn)，二氧化鈦包覆樣品在高電壓下能夠提高穩(wěn)定性，改善倍率性能。多種元素共包覆也成為高壓鈷酸鋰包覆改性的一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)。

除摻雜包覆外，高壓電解液及功能隔膜的配套使用，也是提高材料循環(huán)穩(wěn)定性的一種有效手段

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(1)晶胞結(jié)構(gòu)：主要通過摻雜或共摻雜而實(shí)現(xiàn)調(diào)控，達(dá)到優(yōu)化材料的能級(jí)結(jié)構(gòu)/離子傳輸通道的目的，從而提升材料電子電導(dǎo)率/離子電導(dǎo)率或者結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，進(jìn)而提升材料的倍率性能和高壓循環(huán)性能等；

(2)一次顆粒的晶體形貌：通過控制合成條件改變晶體的優(yōu)勢(shì)生長(zhǎng)方向、晶粒大小、晶粒堆積方式。這一層面的優(yōu)化可以優(yōu)化電化學(xué)活性/惰性界面的面積、應(yīng)力釋放路徑、鋰離子擴(kuò)散路徑，從而提升電池的倍率性能、循環(huán)穩(wěn)定性和能量密度等
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(1)表面界面結(jié)構(gòu)的控制：主要通過引入新的表面包覆優(yōu)化表面結(jié)構(gòu)，抑制過渡金屬溶解，抑制表面重構(gòu)，從而達(dá)到提的目的；

(2)抑制表層氧的活性：氧的溢出伴隨著過渡金屬溶解及產(chǎn)氣的發(fā)生。通過表層處理及高壓電解液的配套使用，降低材料表面氣體溢出，從而達(dá)到提高高溫穩(wěn)定性及循環(huán)性能的目的