Al在废旧及修复LiFePO₄/C中的存在形式

李荐^1,2,3，张敏超¹，王利华⁴，肖宜华¹，池哲曦¹，田基德³，申昆³

1. 中南大学材料科学与工程学院3. 湖南省正源储能材料与器件研究所4. 中南大学冶金与环境学院

摘 要：锂电池正极材料回收方法中,物理修复相对于湿法冶金回收法具有工艺流程短、环保处理成本低、经济附加值高等优点。但在机械粉碎正极极片获得正极材料的过程中不可避免地会引入Al杂质,影响回收再生材料的物化性能,文章旨在研究Al杂质在物理法修复材料中的存在形式及其影响。文章首先研究杂质Al对商用LiFePO₄/C电化学性能的影响,然后通过焙烧修复过程前后表征结果的对比,揭示了Al在回收及修复材料中的分布规律与存在形式。电化学性能测试表明,商用LiFePO₄/C材料中Al含量越高,电池的放电比容量越低、倍率和循环性能越差,但对其自放电基本无影响。对含Al的废旧LiFePO₄/C材料进行修复,采用XPS、SEM、Mapping研究发现,Al均匀分布在Fe和P的周围,回收和修复的LiFePO₄/C材料中均有Al³⁺,其存在形式稳定。

关键词：锂离子电池;废旧LiFePO₄/C材料;物理法修复;杂质;电化学性能;