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鋰離子電池正極活性物質的水處理方法對鋰和過渡金屬溶解的影響

檢測樣品:鋰電池

檢測項目:過渡金屬

方案概述:鋰離子電池(LIBs)是便攜式電子設備和電動工具的能量存儲設備,并具有作為替代燃料車輛能源的巨大潛力。SPEX Mixer/Mill是一種高能球磨機,近在關鍵研究中用于消除制造過程中對環境有影響的物質。

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更新時間2024年01月09日

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使鋰離子電池陰極的水處理方法成為可能,是因為像N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)這樣的溶劑既昂貴又危險,并且正在全球范圍內逐步淘汰。使用水作為溶劑可以降低電極制造成本并減少對環境的影響,但它對陰極提出了獨牛寺的挑戰,例如鋰和過渡金屬從活性材料中溶解以及集流體腐蝕。在本研究中,評估了五種陰極活性材料的水性處理的適用性:LiCoO2(LCO),LiFePO4(LFP),LiMn2O4(LMO),LiNi0.80Co0.15Al0.05O2(NCA)和LiNi0.5Mn0.3Co0.2O2(NMC532)。在水中暴露三天后,NCA和NMC532的pH值顯著高于無鎳材料(9.0-10.5),盡管所有pH值都表明鋁基板會發生腐蝕。表面組成發生變化,而晶體結構變化不大。所有材料的過渡金屬在水中和電解質中的溶解度相對較低,盡管NCA在水中的鋰溶解度較高(~0.1 mg mL−1)。在半硬幣電池中的電化學測試表明,添加高分子量聚丙烯酸可以改變pH并提供足夠的粘合力以允許NCA的水性處理。

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