废旧磷酸铁锂正极材料修复再生的研究.pdf

2 0 2 3年1 0月第3 9卷第5期皖西学院学报J o u r n a l o f W e s t A n h u i U n i v e r s i t yO c t.,2 0 2 3V o l.3 9 N o.5废旧磷酸铁锂正极材料修复再生的研究刘念祖1,朱昊天2,朱建楠2,贾晓雷2,刘伶俐1,李林刚3,董 强1(1.合肥学院 能源材料与化工学院,安徽 合肥 2 3 0 0 6 1;2.安徽南都华铂新材料科技有限公司,安徽 界首 2 3 6 5 0 0;3.皖西学院 材料与化工学院,安徽 六安 2 3 7 0 1 2)摘 要:正极磷酸铁锂(L i F e P O4)材料结构稳定,而活性锂的损失是电池容量衰减的主要原因之一。通过先除杂、补充元素,再经过高温煅烧对废旧L i F e P O4进行再生修复。S E M、X R D 和电化学性能测试结果表明:在6 0 0 煅烧2 0小时条件下,除杂质碳的效果最佳;利用水热反应补充元素并高温煅烧修复后的L i F e P O4粒径更小更均匀;制备的电池在2.8 4.0 V进行充放电测试,在0.2 C,循环1 3 0圈时的比容量达1 5 1 mA h g-1,容量保持率为8 9%,库伦效率保持率为9 6%;0.5 C、1 C及2 C放电比容量最高分别达1 1 5 mA h g-1、9 3 mA h g-1、6 8 mA h g-1。关键词:正极;磷酸铁锂;再生中图分类号:TM 9 1 2.1 文献标识码:A 文章编号:1 0 0 9-9 7 3 5(2 0 2 3)0 5-0 0 8 7-0 5*收稿日期:2 0 2 3-0 2-2 0基金项目:安徽省科技重大专项(2 0 1 9 0 3 a 0 5 0 2 0 0 2 1)。作者简介:刘念祖(1 9 9 7-),男,安徽宿州人,硕士研究生,研究方向:动力电池全寿命分析;通信作者:董强(1 9 6 3-),男,安徽安庆人,博士,教授,研究方向:化工新材料、能源材料、工业固废资源化。近年来,我国政府大力支持电动汽车的发展,实施推行了一系列政策,使得我国电动汽车的产量和销量实现了巨大的飞跃1,2。磷酸铁锂电池作为电动汽车主流的动力电池之一,随着世界各地电动汽车产量的增加,磷酸铁锂电池的用量也在急剧增加。中国汽车技术研究中心数据显示,2 0 2 0年我国动力电池累计退役总量约为2 0万吨,到2 0 2 5年,将升至约7 8万吨,退役动力电池很可能在2 0 2 7年前后突破年1 0 0万吨的大关。因此,不久的将来需要处理大量的废旧磷酸铁锂电池,动力电池回收是解决资源焦虑的一大途径。为了充分利用磷酸铁锂电池,梯次利用是首选,但是对于那些已损坏的或梯次利用之外的废旧L i F e P O4电池,回收再生成为关注的热点,使其能够高效回收利用,符合可持续发展的要求3。废旧磷酸铁锂回收是复杂的能耗过程,其中包括固相焙烧4-6,湿法冶金浸出工艺7,8。在固相焙烧过程中,废旧磷酸铁锂的再生受加热速率、煅烧温度和煅烧时间等因素的影响。刘等通过添加新鲜的磷酸铁锂后重新固相烧结生成修复后的磷酸铁锂,容量可以达到1 2 0 mA h g-19。C h e n等开发了固相回收工艺,在6 5 0 下热处理废旧L i F e P O4材料可消除杂质相,例如可去除含有的F e P O4、F e2O3、P2O5和L i3P O4等杂质1 0。废旧的L i F e P O4材料往往具有含锂量不足等特点,L i等人发现含有L i2C O3的废旧L i F e P O4在6 5 0 煅烧温度的电化学性能优于其他煅烧温度1 1。由于废旧L i F e P O4性能较差的主要原因为缺锂,L i u等人通过预锂化石墨的方法实现了废旧L i F e P O4性能的提升1 2。通过查阅上述文献,研究分析结果表明:要想获得性能更好的再生磷酸铁锂,可从两个方面着手:分别是除去L i F e P O4中的杂质和减小L i F e P O4粉体的粒径。基于L i F e P O4电池的衰减机理和正极材料的充放电特点,正极L i F e P O4材料结构稳定,而活性L i 的损失是电池容量衰减的主要原因之一1 3。因此,L i F e P O4材料具有通过补充活性 L i 及其它损失元素直接修复的潜力。目前,主要的修复方法有直接高温处理及添加相应的元素源后高温处理等方法,通过除杂、补充元素源等方式起到修复作用,进而提高回收材料的电化学性能。本文利用水热法对废旧 L i F e P O4正极材料进行元素补偿和结构重塑,再经过高温煅烧再生修复,再生后的 L i F e P O4复合材料颗粒更小、形状更均匀。经测试,再生后正极材料循环性能稳定,倍率能力优异。通过对比,从电化学性能及经济效益两个角度,使用水热法补充元素并进行结构重塑、再进行高温煅烧的方法比湿法再生的L i F e P O4表现出更大的优越性,具备更低耗能、无二次污染的优点1 4。1 实验方案与测试方法1.1 再生实验方案实验所使用的L i F e P O4废料来自南都华铂新材料科技有限公司。对所给的废料进行元素分析,结果表明需要补充锂和磷。以乙二醇作为溶剂,选取L i OHH2O作为锂源,F e S O47 H2O作为铁源,H3P O4作为磷源。具体实验方案如下:首先对废料进行高温除碳处理,在提纯后的粉料中加入一定量L i OHH2O,乙二醇为溶剂,并加入H3P O4中和,调节其p H值为6,确保固液充分混合后,将混合液一同转至不锈钢高压反应釜(聚四氟乙烯内衬)中,将其放入烘箱,调节温度为1 7 0 并保持1 0 h。待反应结束自然冷却后,取出反应物,离心分离,并使用去离子水和乙醇交替洗涤数次,而后将固相沉淀物在真空干燥箱中8 0 干燥1 2 h使其彻底干燥。干燥后所得粉末研磨后,置于管式炉中,在A r氛围中以5/m i n速度程序升温至6 0 0 并保温2 h,所得即为再生L i F e P O4粉末。1.2 材料分析及电池性能测试粉末的元素分析通过美国T h e r m o F i s h e r公司电感耦合等离子体质谱仪(I C P,型号:i C A P-Q)仪器进行。利用 日 本 理 学X射 线 衍 射 仪(X R D,型 号:S m a r t L a b S E)对样品进行物相表征,使用C u K 作为射线,扫描速度为2 0/m i n,角度扫描范围为5 8 0,利用日本H i t a c h i公司扫描电子显微镜(S U 8 0 1 0)观察其修复再生前后的颗粒大小与结构变化。取一定量聚偏氟乙烯(P V D F)粉末,在小玻璃瓶中与N-甲基吡咯烷酮(NM P)混合,并充分搅拌2 4 h制备成5%的P V D F溶液待用。取实验所需的活性物质7 0 m g,即上述的废旧L i F e P O4电极材料与再生L i F e P O4电极材料,导电炭黑(s u p e r P)2 0 m g,P V D F 1 0 m g置于球磨罐中,滴加1 m l NM P。置于行星式球磨机中球磨3 4 h,充分混合制得浆料。浆料准备好后用涂覆器均匀地涂抹到平整、擦拭干净的铝箔上。涂抹后的极片置于8 0 的真空干燥箱中干燥1 2 h。干燥后的极片经辊压机辊压均匀,然后在切片机上切片成型,并用电子天平准确称重,根据活性物质占比计算出实际再生L i F e P O4活性物质的质量备用。切好的极片在使用前可用辊压机处理使其活性物质不易脱落,然后在手套箱环境中组装C R 2 0 1 6型电池。对电极使用锂片,电解液使用溶解在体积比为11的碳酸乙烯酯(E C)和碳酸二乙酯(D E C)中1 m o lL-1的六氟磷酸锂(L i P F 6)溶液。使用聚丙烯(P P)隔膜分离开活性极片与锂片。组装完成后使用封口机封口。制备完毕的电池需先静置5 h以使电解液充分浸润极片和隔膜。静置完毕后在蓝电系统上进行电化学性能测试。测试内容为:不同倍率(0.5 C、1 C、2 C、5 C、1 0 C、0.5 C)的循环性能测试、长循环(0.5 C倍率下)测试、交流阻抗测试、伏安测试、循环伏安测试等。蓝电测试系统工作在2 5 环境中。2 结果与讨论2.1 物相分析为了除去废旧L i F e P O4中的石墨及粘结剂等杂质,将样品于空气气氛中进行高温煅烧,在6 0 0 条件分别煅烧5 h、1 0 h、1 5 h、2 0 h,随着煅烧时间的增加,样品中石墨的衍射峰逐渐减弱,石墨含量逐渐减少(见图1),但并未完全去除。L i F e P O4被空气氧化,煅烧后的物相除了少量石墨外,还含L i3F e2(P O4)3。除碳后的粉料经过水热反应进行补锂还原、结 构 重 塑,获 得 的 产 物X R D为 再 生 后 的L i F e P O4,与标准图谱对照(见图2)。图1 不同温度除碳料的L i F e P O4的X R D图谱图2 再生后L i F e P O4的X R D图88皖西学院学报第3 9卷2.2 形貌分析将微量样品溶于乙醇,在超声波清洗器中充分震荡均匀,利用毛细玻璃管转移部分至硅片上,经烘干和喷铂等操作后,对样品使用S E M观察其微观结构。废旧L i F e P O4与再生L i F e P O4形貌对比如图3,观察发现,废旧L i F e P O4颗粒尺寸大都属于微米尺 度。L i F e P O4经过水热反应等处理后,其尺寸明显变小,粒径大多分布在5 0 0 n m左右,且颗粒粒径相对均匀。表明利用水热反应进行元素补充、结构重塑后,获得了纯度高、粒径尺寸分布均匀的再生L i F e P O4粉料。2.3 电化学性能分析2.3.1 充放电曲线特性图4是再生前后L i F e P O4电池在2.8 4.0 V范(a)与(b)为废旧L i F e P O4;(c)与(d)为再生L i F e P O4图3 L i F e P O4的扫描电镜图(a)废旧L i F e P O4电池;(b)再生L i F e P O4电池图4 第5圈、1 0圈、3 0圈的容量电压图围内的充放电曲线,废旧L i F e P O4电池的充放电的电压平台分别为3.4 6 V、3.3 8 V,再生L i F e P O4的充放电平台分别为3.4 8 V、3.4 0 V,说明再生前后电池充放电过程中的极化均较小,几乎没有变化。充放电曲线表明该L i F e P O4材料再生前后具有相当稳定的电池充放电性能,再生后电池的比容量有较大程度的提升。2.3.2 长循环性能测试废旧L i F e P O4电池与再生L i F e P O4电池在0.2 C电流密度下1 3 0圈长循环性能测试。如图5:在0.2 C下,废旧L i F e P O4电池的首次库伦效率为7 9%,比容量为1 4 0 mA h g-1,废旧L i F e P O4电池从第二圈的充电比容量1 4 0 mA h g-1下降到1 2 7 mA h g-1,比容量损失9%,1 3 0圈的容量保持率为7 2%,98第5期刘念祖,等:废旧磷酸铁锂正极材料修复再生的研究衰减比较严重;再生L i F e P O4电池的首次库伦效率达8 5%,比容量达1 6 0 mA h g-1,循环1 3 0圈时的比容量达1 5 1 mA h g-1,容量保持率为8 9%,库伦效率保持率为9 6%。对比可以发现,再生L i F e P O4电池不仅比容量比废旧L i F e P O4高,充放电过程的库伦效率也相对比废旧L i F e P O4电池高。总之,再生L i F e P O4电池的循环稳定性得到了较好地改善。2.3.3 电池倍率性能测试由图6可以看出,在不同充放电倍率0.5 C、1 C、2 C、5 C、1 0 C、0.5 C下,废旧电池的比容量分别为9 7.6、5 5.3、3 5.4、2 1.5、3.8、9 2.8 mA h g-1。而再生L i F e P O4电池在相同倍率条件下,比容量分别能达到1 1 5.3、9 3.0、6 8.4、2 7.3、4.0、1 1 1.9 mA h g-1。再生电池在0.5 C、1 C、2 C的倍率下,比容量远大于废旧电池,且在不同倍率循环完再回到0.5 C时,再生电池的比容量能保持9 7%以上。而在5 C、1 0 C倍率下,不管是再生电池还是废旧电池,其比容量和效率均较差,尤其是再生L i F e P O4电池,在2 C到5 C时比容量降低较多,这可能是由L i F e P O4电池的性质决定的,(a)废旧L i F e P O4电池;(b)再生L i F e P O4电池图5 电池的1 3 0圈长循环及其库伦效率图(a)废旧L i F e P O4电池;(b)再生L i F e P O4电池图6 电池不同倍率循环图也说明再生L i F e P O4电池更适合在低电流密度下工作,高电流密度下的性能还有待提升。2.3.4 交流阻抗分析(E I S)废旧L i F e P O4电池与再生L i F e P O4电池的阻抗测试如图7,阻抗图由高频区的半圆弧和低频区的斜线组成。可以看出再生L i F e P O4电池的电荷转移阻抗为5 0 0,远小于废旧L i F e P O4电池的9 0 0,这说明循环后废旧L i F e P O4电池有较大的阻抗。此外,再生L i F e P O4电池的离子导电率亦优于废旧L i F e P O4电池。由于两者仅有活性物质的差异,所以阻抗及离子导电率的差异并不是隔膜、电解液等问题造成的,这也意味着废旧L i F e P O4电极材料经多次循环后的结构可能发生了变化,同时活性锂的损失,均降低了锂离子的迁移速度和数量,从而影响了电池容量的发挥。图7(b)对比再生L i F e P O4电池在装置完毕后的阻抗与循环1 0圈后的电池阻抗,结果表明循环后阻抗更小,这可能是因为循环充放电过程对电极材料进行了活化,有利于锂离子的迁移,降低了阻抗。09皖西学院学报第3 9卷图7 废旧材料与再生材料电池使用前的阻抗对比与循环前后再生的L F P3 结论实验研究结果表明,为了修复再生废旧磷酸铁锂正极,在6 0 0 空气中煅烧2 0小时可将石墨等杂质去除,利用L i OHH2O进行补锂,乙二醇为溶剂,并加入H3P O4中和,通过溶剂热反应后再进行高温煅烧,获得了纯度较高、形貌均匀、粒径较小且电化学性能优良的L i F e P O4材料,修复后的L i F e P O4电池具有较低的阻抗、较高的离子电导率;在0.2 C,循环1 3 0圈时的比容量达1 5 1 mA h g-1,容量保持率为9 0%,库伦效率保持率9 6%;0.5 C、1 C及2 C倍率放电比容量最高分别达到 1 1 5 mA h g-1、9 3 mA h g-1、6 8 mA h g-1,修复后L i F e P O4电池的长循环比容量、容量保持率、首次库伦效率及倍率性能都有较大的改善。参考文献:1 胡堋湫,谭泽富,邱刚,等.电动汽车发展综述J.电气应用,2 0 1 8,3 7(2 0):7 9-8 5.2 孙睿,刘丽丽,刘艳开,等.锂离子电池中废旧磷酸铁锂的回收J.电池,2 0 2 2,5 2(5):4 7 9-4 8 3.3 赵红伟,施志聪.废旧磷酸铁锂电池正极材料回收技术进展J.电池工业,2 0 2 1,2 5(5):2 7 1-2 7 8,2 8 2.4C H E N J,L I Q,S O N G J,e t a l.E n v i r o n m e n t a l l y F r i e n d l y R e c y c l i n g a n d E f f e c t i v e R e p a i r i n g o f C a t h o d e P o w d e r s f r o m S p e n t L i F e P O4 B a t t e r i e sJ.G r e e n C h e m i s t r y,2 0 1 6,1 8(8),2 5 0 0-2 5 0 6.5L I X,Z HA N G J,S O N G D,e t a l.D i r e c t R e g e n e r a t i o n o f R e c y c l e d C a t h o d e M a t e r i a l M i x t u r e f r o m S c r a p p e d L i F e-P O 4 B a t t e r i e sJ.J o u r n a l o f P o w e r S o u r c e s,2 0 1 7,3 4 5(3 1):7 8-8 4.6WA N G L,L I J,Z HO U H,e t a l.R e g e n e r a t i o n C a t h o d e M a t e r i a l M i x t u r e f r o m S p e n t L i t h i u m I r o n P h o s p h a t e B a t-t e r i e sJ.J o u r n a l o f M a t e r i a l s S c i e n c e:M a t e r i a l s i n E l e c-t r o n i c s,2 0 1 8,2 9(1 1):9 2 8 3-9 2 9 0.7L I J,MA Z F.P a s t a n d P r e s e n t o f L i F e P O4:f r o m F u n-d a m e n t a l R e s e a r c h t o I n d u s t r i a l A p p l i c a t i o n sJ.C h e m,2 0 1 9,5(1):3-6.8X U P,D A I Q,G A O H,e t a l.E f f i c i e n t D i r e c t R e c y c l i n g o f L i t h i u m-i o n B a t t e r y C a t h o d e s b y T a r g e t e d H e a l i n gJ.J o u l e,2 0 2 0,4(1 2):2 6 0 9-2 6 2 6.9L I U W,Z HO N G X,HA N J,e t a l.K i n e t i c S t u d y a n d P y r o l y s i s B e h a v i o r s o f S p e n t L i F e P O4 B a t t e r i e sJ.A C S S u s t a i n a b l e C h e m i s t r y&E n g i n e e r i n g,2 0 1 8,7(1):1 2 8 9-1 2 9 9.1 0C H E N X,L I J,K A N G D,e t a l.A N o v e l C l o s e d-l o o p P r o c e s s f o r t h e S i m u l t a n e o u s R e c o v e r y o f V a l u a b l e M e t-a l s a n d I r o n f r o m a M i x e d T y p e o f S p e n t L i t h i u m-i o n B a t t e r i e sJ.G r e e n C h e m i s t r y,2 0 1 9,2 1(2 3):6 3 4 2-6 3 5 2.1 1L I L,B I A N Y,Z HA N G X,e t a l.A G r e e n a n d E f f e c t i v e R o o m-t e m p e r a t u r e R e c y c l i n g P r o c e s s o f L i F e P O4 C a t h-o d e M a t e r i a l s f o r L i t h i u m-i o n B a t t e r i e sJ.W a s t e M a n-a g e m e n t,2 0 1 9(8 5):4 3 7-4 4 4.1 2L I U K,T A N Q,L I U L,e t a l.A c i d-f r e e a n d S e l e c t i v e E x t r a c t i o n o f L i t h i u m f r o m S p e n t L i t h i u m I r o n P h o s-p h a t e B a t t e r i e s V i a a M e c h a n o c h e m i c a l l y I n d u c e d I s o-m o r p h i c S u b s t i t u t i o nJ.E n v i r o n m e n t a l S c i e n c e&T e c h n o l o g y,2 0 1 9,5 3(1 6):9 7 8 1-9 7 8 8.1 3 江镇宇.基于直接再生策略的退役L i F e P O4正极材料修复改性研究D.济南:山东大学(硕士学位论文),2 0 2 2.1 4S O N G W,L I U J,Y O U L,e t a l.R e-s y n t h e s i s o f N a n o-s t r u c t u r e d L i F e P O4/g r a p h e n e C o m p o s i t e D e r i v e d f r o m S p e n t L i t h i u m-i o n B a t t e r y f o r B o o m i n g E l e c t r i c V e h i c l e A p p l i c a t i o nJ.J o u r n a l o f P o w e r S o u r c e s,2 0 1 9(4 1 9):1 9 2-2 0 2.(下转第9 9页)19第5期刘念祖,等:废旧磷酸铁锂正极材料修复再生的研究5 张颍.高膳食纤维红枣谷物早餐粉的制备研究D.无锡:江南大学(硕士学位论文),2 0 1 4.6 叶贺丹.绿豆抗氧化肽的制备及其分离纯化与结构鉴定D.南昌:南昌大学(硕士学位论文),2 0 2 1.7 华燕菲.低G I小米绿豆面条配方优化及其品质特性的研究D.石家庄:河北经贸大学(硕士学位论文),2 0 2 0.8 和树平,陈璐,金鹏,等.二麦薏仁发酵饮料的工艺优化J.食品研究与开发,2 0 2 0,4 1(1 5):1 1 3-1 1 6.9 田文静,赵东瑞,张彤,等.复合杂粮代餐粉的研制J.食品工业,2 0 2 1,4 2(9):2 7-3 2.1 0 马艳蓉.藜麦-小麦复配粉的品质特性与感官评价分析D.杨凌:西北农林科技大学(硕士学位论文),2 0 2 2.1 1 陈梅翠,杜红珍,李增宁.藜麦对血糖调节机制的研究进展J.肿瘤代谢与营养电子杂志,2 0 2 1,8(3):2 4 0-2 4 4.1 2 贾丽婷.不同预处理对黑米蒸煮食用品质及营养特性的影响D.长沙:中南林业科技大学(硕士学位论文),2 0 2 2.1 3 赵明超.黑米花青素生物合成分子机制研究及其营养价值评价D.武汉:华中农业大学(博士学位论文),2 0 2 1.1 4 刘婷玉,周素梅,刘丽娅,等.植物基谷物饮料研究及产业开发进展J.食品与机械,2 0 2 0,3 6(1 0):1 8-2 2.1 5 高祯彦.益生发酵米汁饮料的研制D.泰安:山东农业大学(硕士学位论文),2 0 2 2.1 6 马雪,郭丽,李杨,等.玉米肽红豆薏米复合谷物饮料的研制J.食品工业,2 0 2 0,4 1(1 1):1 9-2 4.O p t i m i z a t i o n o f F e r m e n t a t i o n B e v e r a g e P r o c e s s o f t h e C o m p o u n d G r a i nD ON G X u a n,WE I Y u q i n g,WU S h a n s h a n,H E S h a n(S c h o o l o f F o o d a n d B i o l o g i c a l E n g i n e e r i n g,B e n g b u U n i v e r s i t y,B e n g b u 2 3 3 0 3 0,C h i n a)A b s t r a c t:I n t h i s s t u d y,r e d b e a n,m u n g b e a n,c o i x s e e d,w h i t e q u i n o a,b l a c k r i c e a n d o t h e r g r a i n s w e r e s e l e c t e d a s t h e r e s e a r c h o b j e c t.S i n g l e f a c t o r a n d r e s p o n s e s u r f a c e t e s t s w e r e u s e d t o d e t e r m i n e t h e o p t i m a l p r o c e s s o f t h e p r o d u c t s b a s e d o n s e n s o r y e v a l u a t i o n a n d a c i d i t y.T h e r e s u l t s s h o w e d t h a t t h e o p t i m a l r a t i o o f c o m p o u n d g r a i n w a s m u n g b e a n:w h i t e q u i n o a:c o i x s e e d:b l a c k r i c e(4:2:2:2),t h e r a t i o o f m a t e r i a l t o w a t e r w a s 1:9.5.W h e n t h e c o m p o u n d s l u r r y w a s 1 0 0 m l,t h e o p t i m a l p r o c e s s c o n d i t i o n s w e r e a s f o l l o w s:t h e f e r m e n t a t i o n t i m e w a s 2.4 h,t h e f e r m e n t a t i o n s t r a i n w a s 0.0 5%,t h e s o d i u m c a r b o x y m e t h y l c e l l u l o s e(C M C-N a)w a s 0.1 8%,t h e x a n t h a n g u m w a s 0.0 6%,a n d t h e f e r m e n t a t i o n t e m p e r a t u r e w a s 4 0.U n d e r t h e s e c o n d i t i o n s,t h e q u a l i t y o f t h e c o m p o s i t e g r a i n f e r m e n t e d b e v e r a g e w a s b e t t e r.K e y w o r d s:g r a i n;f e r m e n t e d b e v e r a g e;s e n s o r y e v a l u a t i o n;r e s p o n s e s u r f a c e t e s t;o p t i m i z a t i o n o f p r o c e s s(上接第9 1页)R e s e a r c h o n t h e C a t h o d e R e g e n e r a t i o n T e c h n o l o g y o f W a s t e L i t h i u m I r o n P h o s p h a t e B a t t e r i e sL I U N i a n z u1,Z HU H a o t i a n2,Z HU J i a n n a n2,J I A X i a o l e i2,L I U L i n g l i1,L I L i n g a n g3,D ON G Q i a n g1(1.S c h o o l o f E n e r g y,M a t e r i a l s a n d C h e m i c a l E n g i n e e r i n g,H e f e i U n i v e r s i t y,H e f e i 2 3 0 0 6 1,C h i n a;2.A n h u i N a n d u H u a b o N e w M a t e r i a l T e c h n o l o g y C o.,L T D,J i e s h o u 2 3 6 5 0 0,C h i n a;3.S c h o o l o f M a t e r i a l a n d C h e m i c a l E n g i n e e r i n g,W e s t A n h u i U n i v e r s i t y,L u a n 2 3 7 0 1 2,C h i n a)A b s t r a c t:T h e a n o d e l i t h i u m i r o n p h o s p h a t e(L i F e P O4)m a t e r i a l i s s t r u c t u r a l l y s t a b l e,a n d t h e l o s s o f a c t i v e l i t h i u m i s o n e o f t h e m a i n c a u s e s o f b a t t e r y c a p a c i t y d e g r a d a t i o n.T h e r e s u l t s o f S E M,X R D a n d e l e c t r o c h e m i c a l p e r f o r m a n c e t e s t s s h o w t h a t t h e b e s t e f f e c t o f c a r b o n r e m o v a l w a s a c h i e v e d b y c a l c i n a t i o n a t 6 0 0 C f o r 2 0 h.T h e p a r t i c l e s i z e o f L i F e P O4 r e p a i r e d b y h y d r o t h e r m a l r e a c t i o n a n d h i g h-t e m p e r a t u r e c a l c i n a t i o n w a s s m a l l e r a n d m o r e u n i f o r m.I n c h a r g e a n d d i s c h a r g e t e s t s,t h e s p e c i f i c c a p a c i t y r e a c h e d 1 5 1 mA h g-1 a t 0.2 C a n d 1 3 0 c y c l e s,w i t h 8 9%c a p a c i t y r e t e n t i o n a n d 9 6%C o u l o m b e f f i c i e n c y r e t e n t i o n;t h e h i g h e s t s p e c i f i c c a p a c i t y r e a c h e d 1 1 5 mA h g-1,9 3 mA h g-1 a n d 6 8 mA h g-1 a t 0.5 C,1 C a n d 2 C r e s p e c t i v e l y.K e y w o r d s:a n o d e;l i t h i u m i r o n p h o s p h a t e;r e g e n e r a t i o n99第5期董 璇,等:植物基复合谷物发酵饮料工艺优化