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以废旧锂离子电池为原料制备CoZnxZrxFe2-xO4磁致伸缩材料*

2021-03-08敦长伟席国喜衡晓莹刘玉民

功能材料 2021年2期

敦长伟,席国喜,衡晓莹,刘玉民,陈 野

(1.河南师范大学 化学化工学院,河南 新乡 453007;2.河南师范大学 材料科学与工程学院,河南 新乡 453007)

0 引 言

随着现代工业社会的不断发展,锂离子电池已经取代碱性锌锰电池被广泛应用于手机、电脑、电动汽车等领域。由于锂离子电池具备容量大、能量密度高、自放电率低等优点,锂离子电池的使用量在逐年攀升[1]。但是锂离子电池的使用寿命有限,一般为1~3年,而且废旧锂离子电池中含有大量的Co、Li等金属元素,如果不加以回收,不仅会造成资源浪费,也会严重污染环境。因此,近年来,关于废旧锂离子电池再资源化的研究备受关注。通过研究发现以废旧锂离子电池作为原材料制备钴铁氧体纳米材料不但降低了回收废旧锂离子电池的分离要求,而且使合成成本显著减少。

钴铁氧体具有面心立方尖晶石结构,由于氧离子的排布不同而形成两种空隙位,如图1所示。在含有32个氧离子的晶胞中,有64个四面体位置和32个八面体位置,其中仅有8个四面体(A位)和16个八面体(B位)位置被占据呈电中性,大量空位的存在为离子取代提供了条件。如果二价金属离子都位于四面体位置(A位),则为正尖晶石结构;如果二价金属离子全部占据八面体位置(B位),三价金属离子占据四面体位置(A位)和剩余的八面体位置(B位),则为反尖晶石结构[2]。钴铁氧体是反尖晶石结构。尖晶石结构的钴铁氧体是一种典型的永磁材料,其机械性能好,耐腐蚀,并且饱和磁化强度高,磁晶各向异性大,在电子、医疗诊断和磁致伸缩传感器等方面有广泛的应用[3]。……

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