Alacsony hőmérsékletű eutektikus olvadt só módszer a lítium akkumulátor hatékony helyreállításához

2022/04/08

Szerző: Iflowpower –Hordozható erőmű szállítója

A lítium akkumulátorokat széles körben használják hordozható elektronikai termékekben és elektromos járművekben nagy energiasűrűségük és hosszú élettartamuk miatt. A lítium akkumulátor valószínűleg 5-10 éves, és a következő öt évben a lítium akkumulátor gyártása várhatóan eléri a több száz GWH-t évente. Ez azt jelenti, hogy a következő néhány évtizedben nagyszámú elhagyott lítium akkumulátort fognak gyártani, ami lehetővé teszi a lítium akkumulátorok hasznosítását.

Jelenleg a lítium akkumulátor-visszanyerési módszerek korlátai A lítium akkumulátorok újrahasznosításának fő módja a tűzgyújtás kohászata és a nedves tártörvény. A tűzgyújtó kohászat azonban rendkívül magas hőmérsékletű szinterezést és összetett tisztítási eljárást igényel, a nedves kohászat korrozív savoldatot igényel a fémelemek fokozatos kicsapásához. Ez a két módszer nem csak költséges, a lépések bonyolultak, és környezetszennyezést okoznak.

Ennél is fontosabb, hogy a tűzgyújtó kohászat és a nedveskohászati ​​törvény teljesen tönkretette a pozitív anyag részecskeszerkezetét, és teljesen kidobott nagyszámú anyagrészecskékben tárolt értéket (különféle paraméterek ideális teljesítménnyel történő szabályozásával és optimalizálásával).. pozitív anyag). Hatékonyabb módszer: A közvetlen regenerálási módszer közvetlenül regenerálja a részecskék teljes megsemmisítésének módszerét a tűzi kohászatban és a nedves kohászatban, de a pozitív elektróda anyagának fizikai elválasztásával a kiselejtezett akkumulátortól, majd elvégzi a csillapító pozitív elektróda anyag kezelését..

A regenerálás utáni pozitív anyag nagy kapacitással, nagy nagyítási teljesítménnyel és stabil ciklusteljesítménnyel rendelkezhet, így közvetlenül felhasználható új akkumulátorokban. Chen Zheng, Chen Zheng, Chen Zheng, a Kaliforniai Egyetem, San Diego sikeresen kifejlesztette a pozitív anyag hidrotermikus módszerrel történő regenerálásának módszerét.. A hidrotermikus regenerációs módszer teljesen visszaállíthatja a pozitív elektróda anyagának eredeti elektrokémiai tulajdonságait, de a nagy nyomás feltételeit nem könnyű kielégíteni a tényleges gyártás során..

A közelmúltban áttörést értek el a direkt regeneratív pozitív elektród anyagok terén, sikeresen érték el az alacsony hőmérsékletű eutektikus olvadt só módszert, regeneráltak három jüan pozitív anyagot. Az eljárás nem csak normál nyomáson végezhető, hanem regenerálja is az anyagot, miután a csillapítás helyreállítja eredeti elektrokémiai tulajdonságait. Első alkalommal működnek együtt Meng Ying professzorával, a San Diego-i Kaliforniai Egyetemmel a TEM / EELS stb..

, az első felfedezés: a bomlott háromrétegű anyag felülete a fázisváltozás miatt regenerálható. Átmeneti háttér (Réteges) szerkezet. Az eredmények Ambient-pressureRelithiationofdegradeDlixni0.

5CO0.2Mn0.3O2 (0<kis<1) ViaeutecticsolutionsFordirect ReutectOflithium-Ion Batterycathodes az International Journal AdvancenergyMaterials-ban (Impact Factors 21).

875), az első szerző Shiyang Dr. Shi Yang. Az eljárás továbbra is megőrzi az anyag eredeti részecskeszerkezetét, a lítiumot az olvadt lítium sóval pótolja, hogy gyengítse, és egy rövid szinterezési folyamat során az anyag komponenseit és kristályszerkezetét kíséri az eredeti állapotig, jó alkalmazási kilátásokat mutatva..

Teljes szöveges pont a lítium-tri-nikkel-kobalt-mangánsav (NCM) pozitív elektródaanyag csillapítási mechanizmusának elemzéséhez: két pont. Először is, a lítium elvesztése: önmagában lítiumot jelenít meg a pozitív elektróda anyagában az akkumulátor keringésével, nem lehet teljesen visszahelyezni a pozitív elektródára (megvastagodást vagy a SEI egyéb okait okozhatja), ami az akkumulátor kapacitásának csökkenését eredményezi; Másodszor, felületi fázisváltozás: Nagyobb valószínűséggel fordul elő az elektrolit érintkezés felülete, és az eredeti réteges szerkezet spinel fázisba (spinell) és kősó fázisba (Rocksalt) alakul, amelyeknek alacsonyabb a lítium-ion vezetőképessége, így Polarizáció, kapacitáscsillapítás. A metódus lini0-t vesz igénybe.

5co0.2 mn0.3O2 (NCM523) példaként, ebből a két fő okból kiindulva, először azért, hogy az anyag felemelje a lítiumot, majd az ideális fázisszerkezetet érjük el.

A lítiumforrás kiválasztása: Ez a módszer eutektikus olvadt sót használ az NCM forrásaként. Az eutektikus olvadt só olyan sókeverő rendszerre utal, amely az eutektikus hőmérséklet felett olvad meg. Az eutektikus hőmérséklet alacsony olvadáspontja miatt, mint a megfelelő sókomponensek olvadáspontja, alacsonyabb hőmérsékleten is megolvasztható.

Ez a fázisdiagramon látható (ábra).. 1), ha a lítium-hidroxid és a lítium-nitrát mólaránya 2:3, akkor elérjük az eutektikus pontot, a minimális olvadáspontot (körülbelül 176 Celsius-fok). Ezért a komponenst tartalmazó lítium-sót lítiumforrásként használják.

Ábra. 1 (a) LINO3-LiOH fázisdiagram (B) A lítium olvadt só egy bomlási NCM 523 anyag, amely kiegészíti a lítium reakció hőmérséklet-meghatározását: a gyengített pozitív elektród anyag és a lítium só keverék DSC görbéje 176 Celsius fokos hőátadást mutatott A csúcs (ábra. 2), a lítium-só olvadása 250 Celsius fokban látható, és a megfelelő lítium-só reakcióba lép a gyengített pozitív elektróda anyagával, amelyet kiegészítünk, és a gázzal, például az oxigénnel (a TGA görbén figyelje meg a súlycsökkenést ).

Ezért a reakció hőmérséklete 300 Celsius-fok, és a reakcióidő 2 vagy 4 óra.. A komplement utáni anyagot 850 Celsius-fokon oxigénben szinterelik 4 órán keresztül, és regenerálás után megkapják az NCM523 pozitív elektródaanyagot.. 2NCM 523 ábra és lítium-só keverék (a) DSC görbe, (b) TGA görbe kémiai összetétel és fizikai fázis visszanyerése: Az ICP azt mutatja, hogy a kémiai komponensek mérése azt mutatta, hogy a gyengített NCM523 lítium veszteséggel rendelkezik, A lítium tartalma csak 60 Az eredeti tartalom %-a, ráadásul a röntgendiffrakciós diagramban (ábra)..

3), a csillapítóanyag (003) csúcs jelentősen megmaradt, ami a rétegtávolság növekedésének felel meg, közvetlen kapcsolat a lítiumveszteséggel. A regeneráló anyagok után az ICP eredmények azt mutatják, hogy a lítiumtartalom visszaáll az eredeti értékre, és a (003) csúcs visszakerül az eredeti helyzetbe, ami azt bizonyítja, hogy a regenerációs folyamat sikeresen kiegészíti a lítium-kiegészítő pozitív anyaganyagot.. Ábra.

3 A röntgendiffrakciós diagram helyreállítása NCM523 pozitív elektród anyag felületi kristályszerkezete csillapítás és regeneráció után: a sókőzet fázisszerkezete (ábra. 4) látható a csillapított anyagfelület nagy felbontású TEM-képen (ábra).. 4), és megjelenik a lítiumréteg felülete.

Az intenzitás jelentősen megnőtt, amit az átmenetifém elemek okoznak lítiummá, ami azt mutatja, hogy az anyag felülete megváltozott. A regenerált anyag felszínén a sós kőzetfázis felszínét és a lítiumrétegben lévő átmeneti fém elemet figyelték meg. Az EELS megkapja a csillapított/regenerált anyag felületi és belső átmenetifém oxidációs állapotát (ábra.

5), tovább támasztja a TEM képen levont következtetéseket: a regenerációs folyamat visszaállíthatja a sókőzeteket az anyag eredeti réteges szerkezetére, megvalósult Felületi kristályszerkezet helyreállítása. 4. ábra Csillapítás (A, C, D, G, H) és regenerálás (B, E, F, I, J) után a nagy felbontású TEM / FFT kép és az 5. intenzitási grafikon gyengült (a) és az NCM523 EELS görbéjének helyreállítása pozitív anyag regenerálás után (b): Az elektrokémiai tulajdonságok helyreállítása 4 óra olvadt sóban, a regeneráló anyag kapacitása, ciklusteljesítménye és nagyítási teljesítménye teljesen visszaáll az eredeti anyagra (6. ábra). És a 2 órás lítium reakcióidő rövid, a reakció nem fejeződött be, így minden indikátor alacsonyabb, mint az eredeti anyag.

6. ábra Az NCM523 pozitív elektróda anyagának elektrokémiai teljesítménye (A) az eredeti és regenerált NCM523 után, (B) Különböző keringési körök, (c), (C) szorzóteljesítmény, (d) a feszültséggörbe összefoglalása különböző nagyításoknál és a módszer az első megvalósításhoz Közvetlenül regenerált lítium akkumulátor NCM pozitív elektróda anyag normál nyomási körülmények között, és a lítium-eutektikus olvadt sót kiegészítik egy pozitív elektróddal kiegészített lítiumforrással a csillapítás érdekében, és a csillapító anyag lítiumtartalma, a test fázisa / felülete Kristályszerkezet és elektrokémiai teljesítmény az eredeti állapot helyreállításához. A módszer más lítium akkumulátor pozitív anyagok regenerálására is használható, mint például lítium-manganát, lítium-vas-foszfát stb.., vagy a nátrium akkumulátor pozitív anyaga, és az adott lépésnek meg kell határoznia a különböző anyagok teljesítményét.

Ez a módszer nemcsak a lítiumelemek visszanyerésének területén kínál jó alkalmazási kilátásokat, hanem egyedülálló ötletet ad az energiaanyagok zöld szintéziséhez is.. Tudományos kutatási információk.

LÉPJEN KAPCSOLATBA VELÜNK
Csak mondd el nekünk az Ön igényeit, többet tehetünk, mint amit el tudunk képzelni.
Küldje el a lekérdezést
Chat with Us

Küldje el a lekérdezést

Válasszon másik nyelvet
English
العربية
Deutsch
Español
français
italiano
日本語
한국어
Português
русский
简体中文
繁體中文
Afrikaans
አማርኛ
Azərbaycan
Беларуская
български
বাংলা
Bosanski
Català
Sugbuanon
Corsu
čeština
Cymraeg
dansk
Ελληνικά
Esperanto
Eesti
Euskara
فارسی
Suomi
Frysk
Gaeilgenah
Gàidhlig
Galego
ગુજરાતી
Hausa
Ōlelo Hawaiʻi
हिन्दी
Hmong
Hrvatski
Kreyòl ayisyen
Magyar
հայերեն
bahasa Indonesia
Igbo
Íslenska
עִברִית
Basa Jawa
ქართველი
Қазақ Тілі
ខ្មែរ
ಕನ್ನಡ
Kurdî (Kurmancî)
Кыргызча
Latin
Lëtzebuergesch
ລາວ
lietuvių
latviešu valoda‎
Malagasy
Maori
Македонски
മലയാളം
Монгол
मराठी
Bahasa Melayu
Maltese
ဗမာ
नेपाली
Nederlands
norsk
Chicheŵa
ਪੰਜਾਬੀ
Polski
پښتو
Română
سنڌي
සිංහල
Slovenčina
Slovenščina
Faasamoa
Shona
Af Soomaali
Shqip
Српски
Sesotho
Sundanese
svenska
Kiswahili
தமிழ்
తెలుగు
Точики
ภาษาไทย
Pilipino
Türkçe
Українська
اردو
O'zbek
Tiếng Việt
Xhosa
יידיש
èdè Yorùbá
Zulu
Aktuális nyelv:Magyar