鈷酸鋰材料被廣泛用于鋰離子電池的正極。隨著鋰電池?cái)?shù)量逐年攀升，廢舊鈷酸鋰的處置成為問(wèn)題。近日，中國(guó)科學(xué)院合肥物質(zhì)院固體所環(huán)境與能源納米材料中心（以下簡(jiǎn)稱“中科院合肥固體所材料中心”）在廢舊鈷酸鋰升級(jí)為高壓鈷酸鋰正極材料的研究中取得了新進(jìn)展，成功地將廢舊鈷酸鋰直接再生為4.6 V高壓鈷酸鋰，對(duì)實(shí)現(xiàn)鋰離子電池行業(yè)的綠色、環(huán)保、可持續(xù)發(fā)展具有重大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和生態(tài)意義。

鈷酸鋰憑借其出色的體積能量密度、良好的倍率性能和穩(wěn)定的循環(huán)性能，在計(jì)算機(jī)、通信和消費(fèi)電子市場(chǎng)中始終占據(jù)著不可替代的地位。在金屬資源逐漸枯竭等形式下，廢舊鈷酸鋰電池如何有效再生利用？

對(duì)于這一現(xiàn)實(shí)問(wèn)題，中科院合肥固體所材料中心研究人員提出了一種濕化學(xué)浸漬/固相燒結(jié)以及磷化策略，成功修復(fù)了廢舊鈷酸鋰中受損的層狀結(jié)構(gòu)。升級(jí)后的鈷酸鋰在4.6 V電壓下具有優(yōu)異的電化學(xué)性能，包括高比容量、良好的循環(huán)穩(wěn)定性等，性能優(yōu)于商業(yè)鈷酸鋰正極材料。

此外，研究人員結(jié)合原位X射線衍射技術(shù)、GITT測(cè)試以及DFT密度泛函理論計(jì)算結(jié)果，詳細(xì)分析了高壓鈷酸鋰充放電過(guò)程中的反應(yīng)機(jī)制。該研究中設(shè)計(jì)的多重表面改性與體相摻雜策略，為退役鈷酸鋰直接升級(jí)再造成下一代高性能正極材料提供了重要指導(dǎo)。

合報(bào)科學(xué)+融媒體工作室

合肥通客戶端-合報(bào)全媒體記者 劉小容