1.文章简介
传统的回收技术主要基于火法冶金和湿法冶金，这两种方法通常涉及多步净化和分离过程，缺乏经济可行性和环境友好性。
本文提出了一种简单的、"一石三鸟"的固相烧结策略来再生退化的LiCoO2 ( D-LCO )正极。系统地研究了降解和循环LCO材料的组成和晶体结构演变，除了理想的Li补偿外，Mn，N，S元素被成功地掺杂到Co位；同时也实现了Li2SO4在LCO颗粒表面的原位包覆。发现再生LCO的电化学性能与原始材料相当或优于原始材料。
2.实验部分
将D - LCO阴极片在550 ° C下煅烧1 h以除去粘结剂和炭黑。将0.031 g ( CH3COO ) 2Mn和0.019 g硫脲与无水乙醇混合，在70℃下搅拌1 h。然后，将1 g D - LCO粉末小心加入到前驱体溶液中，持续搅拌1 h。之后剧烈搅拌，加热至100℃，使残留溶剂充分蒸发；收集的粉末在干燥箱中120 ° C下干燥，然后加入Li2CO3进一步混合。将黑色粉末在300 ° C下退火半小时，然后以5℃/ min的升温速率升至850℃保温10 h。所得产物记为MNS - LCO。
将活性物质、PVDF和Super P以8：1：1的质量比与NMP充分混合得到黑色浆料。然后，将浆料涂覆在铝箔上，并在90 ° C下真空干燥10小时。将电极片打孔成14 mm圆片，质量负载约为1.5 ~ 2 mg / cm2，以制备的电极为正极，金属锂片为负极，1.0 M LiPF6为电解液。
3.图文要点
图1 . ( a ) D - LCO的SEM图像，( b )和( c ) D - LCO在不同放大倍数下的HRTEM图像，( d ) MNS - LCO的SEM图像，( e-i ) MNS - LCO的HRTEM图像和相应的FFT图案，( j ) MNS - LCO的各种元素映射图像
图2 . ( a ) D - LCO、P - LCO、M - LCO、NS - LCO和MNS - LCO的XRD图谱；( b )MNS - LCO的XRD谱的Rietveld精修；( c ) 拉曼光谱；( d ) FTIR光谱；( e ) 0.1 m M Na2SO4和KNO3混合溶液及收集的MNS - LCO溶液的离子色谱图；( f ) D - LCO和MNS - LCO的Co 2p光谱；( g ) MNS - LCO的Mn 2p、( h ) N 1s和( i ) S 2p谱。
图3 . ( a ) D - LCO和MNS - LCO在0.1 m V / s扫速下第3次循环的CV曲线.( b ) D-LCO和MNS - LCO在0.1 C倍率下的dQ / dV曲线( c ) D-LCO、P-LCO、M - LCO、NS-LCO和MNS- LCO在0.2 C倍率下的首次充放电曲线,( d ) 3.0 ~ 4.5 V不同电流密度下的倍率性能,( e ) 在0.5 C倍率下的循环性能.
图4 . D-LCO ( a-b )和upcycled MNS-LCO ( c-d )阴极在OCV至4.5 - 3.0 V范围内0.2 C首次充电/放电过程中的原位XRD演变的( 003 )峰和相应的堆积图。( e ) D - LCO和upcycled MNS-LCO在OCV，4.5和3.0 V首次循环后的EIS谱.
图5 .非原位XPS：( a ) Co 2p光谱，( b ) D - LCO在原始和4.5 V下的O 1s光谱，( c ) MNS - LCO在原始和4.5 V下的O 1s光谱，( d ) D - LCO和MNS - LCO在100次循环后的O 1s光谱.
图6 . ( a ) Li0.2Co O2，( b ) N，S掺杂Li Co O2，( c ) Mn，N，S掺杂Li Co O2的优化结构.对( a ) LCO和( b ) Mn，N，S掺杂的LCO进行了Co位掺杂的态密度投影.
4.总结
本文方法可以将D - LCO直接转化为具有高能量密度的MNS - LCO正极材料，具有易于放大的潜力。基于开发的三合一固相烧结策略，可以有效地恢复D - LCO的组成和晶体结构；同时实现了Li2SO4在材料表面的原位包覆和Mn、N、S元素在Co位的共掺杂。
在4.5 V的高截止电压下，MNS - LCO正极材料表现出优异的电化学性能，包括高的放电比容量、优异的倍率性能和令人满意的循环稳定性，优于D - LCO和新商业化的LCO。
