一.文章简介
传统的 LiCoO2回收工艺依赖于破坏性分解，需要高温焙烧或酸浸来提取有价值的 Li 和 Co，这具有重大的环境和经济问题。
本文报道了一种使用可持续的含锂DES对完全降解的LiCoO2进行直接修复的方法。在常压下，在 LiCl-CH4N2O DES中处理降解的LiCoO 2。DES作为载体，促进锂和钴的选择性运输，直接修复降解的LiCoO2，而不是溶解 LiCoO2 得到 Li + 和 Co 2+ 离子进行萃取。该方法显示出出色的可持续性，因为 LiCl-CH4N2O DES 可以收集和再利用，而不会产生危险废物.
二.实验部分
LiCl和CH4N2O在100下加热1小时后以 3：1 的摩尔比混合形成 DES，将 D-LCO 和少量 CoO 加入 DES 中，搅拌在120℃下直接修复。
将形成的浆液过滤并用去离子水和乙醇冲洗数次，得到修复后的 LiCoO2，随后在 850℃的空气中干燥并退火 2 小时。残余碳添加剂也同时被去除。
在退火过程中，修复后的 LiCoO2中掺杂了少量的 Mg 2+，以促进其循环稳定性。
收集含有水、乙醇、LiCl 和 CH4N2O的滤液，并在100℃下加热以蒸发水和乙醇，获得回收的 DES 以供二次使用。
三.文章要点
要点一：目前的直接再锂化过程仅侧重于在高压下通过水热过程补充锂，而忽略了钴的损失，而钴在LiCoO 2失效中起着同样关键的作用。我们发现尿素分子对 Li + 离子的吸附能明显小于 Co 2+ 离子的吸附能。Co 2+ 离子与尿素分子的亲和力比 Li + 强，这表明 Co 2+ 将优先从溶液转移到降解的 LiCoO 2 中，含锂的 DES（表示为 D-LCO-R-H）样品中Li/Co 比为 0.983，这意味着钴将得到充分补充。由图d-g则可以推断 DES 的形成过程中没有发生氧化还原反应，并且 DES 的成分在加热后保持不变，这有利于 DES 的回收。
图1.( a )传统的恢复过程和提出的直接修复过程的示意图.( b )锂和钴在溶剂分子上的吸附能.( c ) D - LCO中Li / Co的摩尔比和不同LiCoO2在不同溶剂中的修复情况；( d ) urea、LiCl和urea-Li Cl DES的TG曲线.( e ) urea、( f ) Li Cl和( g ) urea-LiCl DES的TG - FTIR结果.
要点二：D-LCO-R-H 的电化学性能大多恢复到了原来的状态，具有较高的初始容量和稳定的循环性能。在 0.1 C 倍率下，它的容量与 P-LCO 相似。D-LCO-R-H 在高电流倍率（2 C、4 C）下比 P-LCO 具有更好的倍率性能。为了验证这种直接再生方法的通用性，采用化学脱锂的方法制备并模拟了不同荷电状态的D - LCOs。修复后，所有三个 LiCoO 2 样品在不同 SOC 下的容量都恢复到 ∼125 mAh/g，这与原始 LiCoO 2 的容量相当。
图2.( a-b )不同类型LiCoO2的充放电曲线和倍率性能.( c-d)不同SOC的降解LiCoO2和相应的再生LiCoO2的充放电曲线和Li / Co摩尔比.( e ) LiCoO2正极和低共熔溶剂的循环使用示意图.( f )使用回收的低共熔溶剂进行1次、2次或3次修复循环后，修复Li CoO2的倍率性能.( g )原始DES和回收DES的FT - IR曲线.( h ) D - LCO、D - LCO - R - H和P - LCO的循环性能.
要点三：采用多种表征方法探讨 D-LCO 的修复机制。D-LCO 的 Li/Co 摩尔比值仅为 0.786，表明锂损失显著，Li/Co 翻新后锂损失增加到 0.997，退火后略微下降到 0.983，这是由于高温退火过程中的 Li 损失造成的。修复过程的第一步（DES 处理发现与层状 LiCoO 2 相关的特征峰逐渐消失。这意味着在 120 • C 下长期加热期间，会发生从层状到尖晶石 LiCoO 2 的意外相变。如上所述，Co 离子在 DES 中优先运输，因此它们可能占据 Li 损失引起的空位点。这种 Li/Co 紊乱导致尖晶石期的产生。D - LCO - R在DES处理后显示出尖晶石的主导相，然后在退火步骤中转换为有序层(图3h )。
要点四：D-LCO 首先在 LiCl-CH4N2O DES 中处理，并添加 Co 2+ 。Li + 和 Co 2+ 离子选择性地转移到 D-LCO的表面，并逐渐扩散到 D-LCO 的大部分中重新填充晶格中的空位。随后的退火加速了 Li 和 Co 原子的重排，导致尖晶石 LiCoO2的相转换回层状 LiCoO 2。
图4.D - LCO修复机制示意图
四.总结
建立了一种使用LiCl-CH4N2O深共熔溶剂 （DES） 直接修复降解 LiCoO 2的方法。DES 不用于溶解 LiCoO 2，而是直接作为锂和钴选择性补充的载体。补充锂可将不同充电状态下的 LiCoO 2 恢复到 130 mAh/g（0.1 C）的容量，而补充钴可在 100 次循环后将容量保持率提高 90%，与原始的 LiCoO 2 相当。且DES 能被多次收集和重复使用，修复效率高。
与目前的 LiCoO 2 生产工艺相比，该工艺可降低 37.1% 的能耗和 34.8% 的温室气体排放，表现出卓越的环境和经济可行性。
