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研究团队与发表信息
本研究由Xiaoqing Chen、Yuanyuan Feng、Shuang Zhang、Weizhi Kou、Hongmei Ji和Gang Yang共同完成，研究团队分别来自中国矿业大学材料科学与物理学院和江苏理工学院先进功能材料实验室。研究论文发表在《Journal of Alloys and Compounds》期刊上，于2021年12月18日在线发布。

学术背景与研究目标
锂离子电池（LIBs）在移动电子设备、电动汽车和大型储能设备中具有广泛应用，但其退役后会产生大量含有有毒无机和有机化合物的废料。这些废料中的正极材料富含镍（Ni）、钴（Co）、锰（Mn）和锂（Li）等宝贵金属元素。如何高效处理这些废料成为亟待解决的问题。传统回收方法如火法冶金和湿法冶金存在能耗高、二次污染等问题。近年来，直接再生废正极材料成为一种有潜力的方法，但其效率仍有待提升。
本研究旨在比较熔盐固液法与传统固固法对废三元正极材料（LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2）的再生效果，探索更高效、环保的再生方法，以恢复材料的电化学性能，为大规模生产提供技术支持。

研究流程与方法
研究流程主要包括以下几个步骤：
1. 废电池处理：将废锂离子电池（18650型）放电至0.5 V，手动拆解电池核心，浸泡在N,N-二甲基甲酰胺（DMF）有机溶剂中去除残留电解质，随后用KOH溶液去除铝箔，最后用蒸馏水洗涤并干燥，得到废正极材料（Spent-NCM）。
2. 熔盐再生：将Spent-NCM与共晶锂盐（LiNO3与LiOH的摩尔比为3:2）混合，在320°C下煅烧4小时，随后升温至850°C并保持8小时，冷却后洗涤并干燥，得到再生样品（MS-NCM）。
3. 传统固固法再生：将Spent-NCM与Li2CO3混合，在850°C下煅烧12小时，得到再生样品（TS-NCM）。
4. 表征与测试：通过X射线衍射（XRD）、X射线光电子能谱（XPS）、扫描电子显微镜（SEM）等手段分析样品的晶体结构、化学价态和形貌；通过循环伏安法（CV）、电化学阻抗谱（EIS）和恒电流间歇滴定技术（GITT）评估样品的电化学性能。
5. 电化学性能测试：组装纽扣电池，测试样品在不同电流密度下的充放电性能和循环稳定性。

主要研究结果
1. 晶体结构与形貌：MS-NCM通过熔盐再生后，形成了均匀有序的方形晶体，尺寸为2×2×1 µm，且表面纳米粉末显著减少；而TS-NCM仍存在不均匀的晶体尺寸。XRD分析表明，MS-NCM的晶体结构与商业样品（Com-NCM）接近，且(003)/(104)峰强度比（I003/I104）达到1.28，表明阳离子混合程度较低。
2. 化学价态：XPS分析显示，MS-NCM中的Ni3+和Mn3+含量接近Com-NCM，表明熔盐法成功恢复了过渡金属元素的氧化态；而TS-NCM中仍存在部分Li-F键，且Ni3+和Mn3+含量与Com-NCM有较大偏差。
3. 电化学性能：在0.2 C倍率下，MS-NCM的初始放电容量为152 mAh/g，100次循环后容量保持率为98.1%；TS-NCM的初始容量为144.9 mAh/g，100次循环后容量保持率为84.4%。在2 C倍率下，MS-NCM在140次循环后仍保持109.4 mAh/g的容量，优于Com-NCM和TS-NCM。
4. 动力学性能：EIS和GITT测试表明，MS-NCM的电荷转移电阻（42 Ω）接近Com-NCM（36 Ω），且锂离子扩散系数（Dli+）显著高于TS-NCM。

结论与意义
本研究通过熔盐固液法成功再生了废三元正极材料，恢复了其晶体结构、化学价态和电化学性能。与传统固固法相比，熔盐法具有更高的再生效率和更好的电化学性能，特别是在循环稳定性和锂离子扩散能力方面表现优异。这一研究为废锂离子电池正极材料的直接再生提供了一种高效、环保的技术路线，具有重要的科学价值和应用前景。

研究亮点
1. 高效再生：熔盐法成功去除了废正极材料表面的含氟杂质，补充了锂损失，恢复了过渡金属元素的氧化态。
2. 优异性能：再生样品MS-NCM的电化学性能接近商业样品，且在循环稳定性和倍率性能方面表现优异。
3. 技术突破：熔盐法无需使用浸出试剂和二次合成过程，显著降低了成本和环境负担，为大规模生产提供了技术支持。

其他有价值的内容
本研究还详细探讨了熔盐法的再生机理，包括熔盐作为溶剂和锂源的双重作用，以及其对晶体结构修复和电化学性能提升的具体贡献。这些发现为进一步优化再生工艺提供了理论依据。

以上是基于文档内容生成的学术报告，全面介绍了研究的背景、方法、结果和意义。