1.文章简介
通过补充丢失的元素来修复废阴极材料中的缺陷，直接再生有望成为促进其再利用的可持续方法。通过固态烧结直接回收废旧的 LCO 正极材料，在 4.6 V 的高压下实现稳定循环，该策略与当前的生产过程完全兼容，不需要额外的步骤。
在1C和3.0 - 4.6 V下循环100次后，重构的LCO正极保持了92.2 %的容量，优于商用LCO正极。在4.55 V ( vs Li + / Li ) LCO /石墨软包电池中，经过480次循环后，容量保持率为75 %。
2.实验部分
将废旧正极片在烘箱中加热至200 ° C，保温30 min，冷却至室温后将集流体从正极中分离出来。将电极材料在NMP 溶剂中超声30 min，然后离心并干燥，将干燥后的粉体在马弗炉中500℃下加热1 h，以除去残留的PVDF和导电剂。冷却至室温后，得到了废旧的LCO阴极材料，命名为S - LCO。
根据LCO中Li和Co的摩尔比为1：1，计算出Li2CO3(相对于总锂质量过量10wt.%)的质量。将混合料在研钵中均匀研磨后，在空气气氛中900 ° C (升温速率为5℃min- 1)烧结10 h并自然冷却，得到修复后的LCO样品，记为R - LCO。此外，对于重构的LCO样品，即R-LCO-Mg和R-LCO-MP，将特定质量分数的Mg3 ( PO4 ) 2· 5H2O，MgO或MgO &磷酸二氢铵(相对于LCO的质量)与Li2CO3和S - LCO在900 ° C烧结之前混合。
3.文章要点
要点一：电化学测试显示，S-LCO 样品表现出低电化学活性，表明锂大量损失和结构恶化。通过固态烧结补充锂以恢复结构，从而产生R-LCO，并添加Mg和P元素以产生R - LCO - MP。
要点二：监测固态烧结过程中的晶体结构演变对于研究再生机制至关重要，因此使用原位加热 XRD 跟踪 R-LCO-0.4Mg0.35P 样品的实时重建。XPS 深度剖析揭示了稳定的 Mg 1s 信号强度和结合能，而 P 2p 信号仅存在于初始 XPS 光谱中，表明 Mg 的纵向分布和 P 在 LCO-0.4Mg0.35 颗粒中的表面分布均匀。
要点三：在不同截止电压下评估了各种 Mg 掺杂重建 LCO 样品的循环稳定性。当受到 4.6 V 截止电压时，Mg 掺杂样品表现出明显的容量恶化，凸显了在高电压阈值下实现重建 LCO 稳定循环的挑战。这种劣化归因于延长循环过程中累积的有害相变、氧气损失和强烈的界面副反应。故在 Mg 掺杂之外引入了 Li 3 PO 4 涂层，结果表明表面涂层对缓解界面副反应具有良好的效果。
要点四：通过dQ/dV 曲线研究正极材料在延长循环期间的结构和电化学可逆性。通过原位XRD测试，发现Mg 掺杂有效抑制了 O3 和 H1-3 之间有害的不可逆相变。这种抑制是由于 Mg 掺杂稳定了 LCO 晶格框架，从而减少了晶格滑动并减轻了高压区域的相变。此外，Mg 掺杂增强了离子传输动力学，促进了均匀的 Li + 提取并防止局部区域的过度去除。
要点五：阴极/电解质界面相( CEI )使用 XPS 蚀刻技术分析 LCO 电极在不同深度循环后 CEI 的化学成分。发现R-LCO-0.4Mg0.35P电极中与分解产物相关的峰强度明显弱于R-LCO电极，表明电解质分解得到有效抑制。通过原位 EIS 测试，发现R-LCO-0.4Mg0.35P保持了高质量的 CEI，在延长循环期间起到有效的界面保护作用，从而防止电解质和正极材料之间的连续副反应。
4.总结
提出了一种简单的烧结策略来重建废 LCO 正极材料，以提高在 4.6 V 高压下的循环性能。
翻新的 LCO 阴极不仅能够有效抑制有害的 O3/H1-3 相变，而且还能够增强 Li + 传输动力学，同时确保电极/电解质界面的稳定形成以在高压下运行。系统表征证实，LCO 阴极在 4.6 V 下出色的循环稳定性和倍率性能可归因于减轻的不利因素，例如相变、晶格氧损失、钴溶解和界面副反应。
