1.文章简介
锂和过渡金属都是稀缺金属资源，储量有限，过渡金属可能会对环境造成重金属污染。因此，回收废锂离子电池势在必行。
本文首次发现了降解材料中的 Mn 缺乏和阳离子无序，并使用低碳和经济的技术通过原位升级回收工艺修复降解的晶体结构。
2.实验部分
将阴极废料在空气中煅烧并在 500 °C 下保持 1 h，以去除PVDF和导电碳。然后从铝箔上剥离废阴极材料。将所得废阴极粉与不同摩尔比的乙酸锰（和LiOH•H 2 O均匀混合，随后放入石英坩埚中，在空气中以5 °C min -1的升温速率加热至700 °C，并保持15 h， 然后以 5 °C min -1 的升温速率缓慢冷却至环境温度。
以锂金属为对电极，1 m LiPF 6 in EC：DEC：EMC（体积比：1：1：1）作为电解质，三层膜 （Celgard 2320） 作为隔膜，用于粉末电化学测试。通过在铝箔集流体上涂覆 80 wt% 阴极粉末（包括 S-LMO、C-LMO 和 U-LMO）、10 wt% 聚偏二氟乙烯和 10 wt% 碳乙炔黑的混合物来制备阴极电极。然后将制备好的电极片在 80 °C 的真空烘箱中干燥过夜，直到溶剂蒸发。
3.图文要点
要点一：SEM 结果表明，修复后的材料具有与商业材料相似的形态，并且 U-LMO 材料具有规则且有角度的八面体晶体结构，U-LMO 材料中的 Li 部分占据了 Mn 的 16d 位点，与阳离子有序尖晶石结构相比，这导致晶胞更小，并可能有助于减轻 LMO 材料的不可逆性。
要点二：为了进一步阐明 U-LMO 电极的储锂机制，进行了非原位 XPS 和原位 XRD 以研究初始充电/放电循环期间的结构演变。在整个充放电循环中，总是存在 O、Li-O 和 MnO 两种不同的逸散态，放电后会恢复到原来的位置。Mn 的化合价在 Li + 离域时增加。在此过程中，Mn 4+ 的强度增加，而 Mn 3+ 的强度降低。在完全放电状态下，Mn 4+ 降低为 Mn 3+，Mn 2p XPS 谱图恢复到初始状态。
要点三：特征峰的偏移表明 Li + 嵌入导致放电过程中晶格膨胀。放电结束时所有特征峰值都返回到充电起始位置，表明修复后的材料具有良好的循环可逆性。且对于 S-LMO 材料，电池使用过程中原位产生的 Li/Mn 无序减轻了材料的不可逆相变，这也导致老化后在 1.5 V 左右出现一对氧化还原峰，贡献了很大一部分容量。对于修复后的 U-LMO 材料，Li/Mn 无序化加深，从而稳定地有助于提高放电容量。
要点四：所示的电子结构和电荷变化表明无序结构导致电子重排。Li/Mn 的局部无序改变了不同原子之间的距离，从而改变了无序材料的电化学活性。对取代的 LMO 结构的优化表明，Li/Mn 无序对系统中 Li 和 Mn 存在的化学环境有显著影响。
4.总结
在这项工作中首次发现了降解材料中的 Mn 缺乏机制和阳离子无序现象。由于使用过程中 Mn 溶解导致降解材料中存在大量 Mn 空位，仅靠补锂无法恢复材料的理想摩尔比，无法获得最佳的电化学容量。
本文提出了一种针对 Mn 缺乏症的升级再造策略。膨胀和增强的 Li/Mn 原位无序结构激活了 Mn 八面体中心位点的 Li 活性，抑制了 Jahn-Teller 畸变和相变，并在保持高容量和长循环稳定性的同时实现了回收材料的高工作电压。
具体来说，升级再造无序改性活生物体阴极具有高容量（在 10 C 下循环后在 0.1 C 下为 266.8 mAh g -1）和出色的循环稳定性（在 2 C 下循环 100 次循环后为 212 mAh g -1），优于商业 LMO 阴极材料和已报告的订单 LMO 材料。
