Insights into the Mechanisms Behind Structural Repair of Spent Layered Cathode Materials for Lithium‐Ion Batteries

阴极 锂(药物) 材料科学 离子 工程物理 法律工程学 纳米技术 化学 电气工程 心理学 精神科 工程类 有机化学
作者
Shuaiwei Liu,Hao Liu,Arseniy Bokov,Mohammad Jaleh,Hang Li,Sylvio Indris,Oleksandr Dolotko,Aleksandr Kalinko,Edgar Eduardo Villalobos-Postillo,Carlo Marini,Thomas Bergfeldt,Michael Knapp,Helmut Ehrenberg
出处
期刊:Angewandte Chemie [Wiley]
卷期号:64 (32): e202504382-e202504382 被引量:4
标识
DOI:10.1002/anie.202504382
摘要

Structural repair is a vital step in the direct recycling of spent LiNixCoyMnzO2 lithium-ion batteries, yet its underlying mechanisms remain insufficiently clear. Herein, the thermal solid-state structural repair of spent LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2 (NCM622) layered cathode material is systematically investigated. Through multiscale techniques combining XRD, XAS, and 6Li solid-state NMR, we identify the structural degradation in spent NCM622 and monitor both long- and short-range structural evolution during repair. Our findings reveal that degradation predominantly occurs through Ni migration into Li octahedral sites, while Co and Mn demonstrate relatively lower occupancies in the Li layer. Such occupancies are primarily responsible for structural disorder and cubic-symmetry domain formation within the spent material. The repair process is demonstrated to involve re-lithiation, oxygen capture, increased transition metal (TM) oxidation states, and the migration of TM ions from the Li layer back to the TM layer, followed by cation diffusion. Both temperature and lithium compensation ratio are identified as critical factors promoting these processes. Capacity recovery studies show a strong correlation between reduced TM occupancy in the Li layer and improved electrochemical performances. These insights allow us to move beyond conventional phase-transition perspectives, offering an atomic-level understanding of structural degradation and repair mechanisms in spent layered cathode materials.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
刚刚
感性的开山完成签到 ,获得积分10
刚刚
莫邪完成签到,获得积分10
刚刚
1秒前
1秒前
1秒前
北鱼完成签到,获得积分10
1秒前
夜未央完成签到 ,获得积分10
1秒前
大个应助倪倪采纳,获得10
2秒前
2秒前
2秒前
林林爱学医完成签到,获得积分10
2秒前
Criminology34应助Irene采纳,获得10
2秒前
hh完成签到,获得积分10
2秒前
哈哈哈哈完成签到,获得积分10
3秒前
风铃草完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
酷炫的傲芙完成签到,获得积分10
4秒前
昏睡的蟠桃给kira的求助进行了留言
4秒前
领导范儿应助usk1029采纳,获得10
4秒前
汤糖完成签到 ,获得积分20
4秒前
4秒前
年华完成签到,获得积分10
4秒前
banana完成签到,获得积分10
5秒前
shirley完成签到,获得积分10
5秒前
冷酷松鼠完成签到,获得积分20
5秒前
5秒前
Johnny发布了新的文献求助10
6秒前
jiuwu完成签到,获得积分10
6秒前
搜集达人应助Sicily采纳,获得10
6秒前
ZX612完成签到,获得积分10
6秒前
雨点完成签到,获得积分10
6秒前
Angie完成签到,获得积分10
6秒前
fyh完成签到,获得积分10
7秒前
qupei完成签到,获得积分10
7秒前
qiongqiong发布了新的文献求助10
7秒前
123567发布了新的文献求助10
8秒前
大个应助斯信荣采纳,获得10
8秒前
Sherry完成签到,获得积分10
8秒前
Xuz完成签到 ,获得积分10
8秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Les chinois de jakarta: temples et vie collective 1000
Autoparametric Resonance in Mechanical Systems 1000
基于锂离子电池正极材料回收的绿色溶剂开发及工程化应用研究 800
Social Psychology 600
Cosmos as Art Object: Studies in Plato's Timaeus and Other Dialogues 600
Management and the Arts 510
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7646346
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9218493
关于积分的说明 19779955
捐赠科研通 7210789
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3276988
关于科研通互助平台的介绍 2438629
邀请新用户注册赠送积分活动 2275126