富锂锰基正极材料

废料回收高循环

从电解锰阳极泥中回收锰并原位掺杂硫/铁离子，抑制了Li₂MnO₃的过度氧化，从而稳定结构并提升循环性能。

Zou, Qiuling · 向延鸿 · Zeng, Hanzhang · Sihan, Chen · Ling, Li · Shiyu, Cao · 李健 · 熊利芝 · 吴贤文 · Wang, Lei

Electrochimica Acta 2023

具体参数

首次放电比容量

{'zh': '218.6', 'en': '218.6'} mAh g−1

100次循环后容量

{'zh': '245.8', 'en': '245.8'} mAh g−1

容量保持率

{'zh': '112', 'en': '112'} %

颗粒尺寸

{'zh': '200', 'en': '200'} nm

技术优势

废料直接变正极

电解锰阳极泥被作为低成本锰源，锰被浸出后用于合成富锂锰基正极材料，省去了高纯锰盐原料。

杂质变成掺杂剂

阳极泥中的硫和铁离子在制备过程中保留在正极材料中，形成原位掺杂，提高了材料的导电性并抑制Li2MnO3的过度氧化。

循环容量不降反升

在0.1C下循环100次后，容量保持率达到112%，表明材料在循环过程中结构稳定且可能被活化。

表面活性剂细化颗粒

在前驱体制备中加入EDTA-2Na可将颗粒尺寸细化至约200 nm，从而提升首次放电比容量和循环稳定性。

应用场景

• 锂离子电池正极：直接替代高纯锰盐合成的富锂正极，降低原料成本。
• 高能量密度电池：高比容量（245.8 mAh g−1）适合高能量密度电芯设计。
• 固态电池正极：材料结构稳定，可探索与固态电解质匹配。
• 电池材料回收：把阳极泥直接转化为正极材料，省去提纯步骤。