郝雅卓, 胡 娟, 常丽娟, 邓 勇, 郭忠明, 韦建军

(1.四川大学原子与分子物理研究所, 成都610065； 2.四川省有色冶金研究院有限公司, 成都 610000； 3.成都海关技术中心, 成都 610051)

1 引 言

锂电池在国内外新能源及其应用领域占有重要地位.相比于传统电池, 锂电池不含汞、镉、铅等[1]重金属元素, 它具有质量小、寿命长、工作电压高等[1]优势, 主要应用于平板电脑、智能手机、照相机等电子设备[2], 在新能源汽车、电力储能以及通讯基站备用电源等储能方面也发挥着重要作用[3]. 锂电池正极由正极活性材料, 导电剂, 集流体, 粘结剂等组成, 其中正极活性材料是锂离子电池最重要的组成部分. 锂电池长期使用会造成电池容量下降以及电解质失活, 导致锂离子电池的使用寿命降低, 通常大多数锂离子电池的使用寿命不到3年. 废旧锂离子电池正极材料中含有较多的钴(Co)、铜(Cu)、锂(Li)、铝(Al)、铁(Fe)等金属资源, 其中钴铜锂的含量占比最高, 钴可以达到正极材料的20%.这些金属资源未经妥善处置直接进入环境, 会对环境中土壤和水质造成损害, 不仅造成有价金属资源的浪费, 同时产生重金属污染, 对人类健康造成威胁.

三元正极材料相比于传统材料能量密度高, 循环性能好, 比容量更大, 在相同体积重量条件下续航时间更长, 具有更高的回收价值和应用价值. 镍钴锰三元材料可视为LiCoO2和Li2MnO4等正极材料的衍生物, 同时具有钴酸锂制备简单和锰酸锂成本低的优点.当Ni、Co、Mn存在于同一结构中时, 三种元素的协同效应对锂电池的电学性能起到增强作用. Ni为电活性物质可提高材料的体积能量密度, 提高Ni可以使材料放电容量得到提升；……