【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及锂电池，具体涉及一种层状氧化物阴极的结构优化或修复方法及其应用。
技术介绍
1、高镍三元层状氧化物阴极是高能量密度商业化锂电池常用阴极材料，而富含锂和锰的层状氧化物(lmro)因其高能密度而被认为是下一代电池最有前途的正极材料之一。过渡金属(tms)阳离子和氧(o)阴离子都参与了氧化还原反应，这使得比容量大于250mah g-1，平均放电电压为3.6v。然而，低初始库仑效率、快速容量衰减和电压衰减的问题也归因于晶格氧的氧化还原。晶格氧参与了电荷补偿过程，但它导致整个粒子形成地理缺陷。o以气体释放的形式在表面损失，并触发tm阳离子的迁移，而本体中的o2被捕获在纳米空位团簇中。尽管本体o2是相对可逆的，但重整o2-配位周围的环境已经从原始的o-li4mn2变为o-li6。li+-o2-的较高电离性导致第一次循环中的电压滞后。在随后的循环中，少量氧空位继续形成，然后从颗粒表面延伸到本体，导致本体中纳米孔的形成和结构转变，最终导致电压衰减和容量快速衰减。因此，lmro的实际应用需要解决这些缺点，并在设备使用寿命结束时面临废物管理的挑战。
2、目前，探求得所有这些策略都集中在性能改进上，但很少有研究考虑后处理过程，如回收lmro材料的修复或再生，电化学副产物是否可以回收利用。由于循环的lmro处于亚稳状态，在没有再锂化的情况下进行简单的热处理很容易引起服务tm迁移，从而导致岩盐相转变。
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题是：富含锂和锰的层状氧化物作为阴极
2、本专利技术通过下述技术方案实现：
3、一种层状氧化物阴极的结构优化或修复方法，通过集中太阳能辐射辐照循环电极，基于光热效应中光催化和热效应的结合，优化或修复循环电极；适用于电极包括复富锂锰基和三元层状氧化物阴极。
4、太阳辐射技术在材料合成中受到广泛关注，因为聚光可以提供超强辐射和超高温。这种处理非常有效，而整个过程在短期内完成，没有太多副反应。与传统的热退火相比，csr在强光催化和光热效益的结合下产生了叠加效应。考虑到循环lmro材料表面的阴极电解质界面(cei)层主要由limn2o4和mno2等成分构成，它们可以吸收光能，在从紫外线到红外的波长范围内产生空穴-电子对。因此，cei层作为晶格中空穴转移的敏感诱导层，并有助于在lmro颗粒体中进一步发生的热驱动反应。在此基础上，我们使用csr作为直接回收lmro电极的有效方法。再生电极的放电容量成功恢复到原来的水平，这得益于tms和o-阴离子的氧化还原活性的增强。除此之外，快速容量衰减和电压衰减的问题得到了显著抑制。反尖晶石相被有效地引入颗粒的主体中，并形成层状尖晶石结构的共存。这种先进的结构可以保持相稳定性并降低内部应变以减少裂纹扩展，从而产生稳定的循环性能。我们的工作提供了一种新的策略来回收和提高lmro材料的性能，它们还提供了在直接进行电极再生后获得额外容量的机会。
5、进一步可选地，集中太阳能辐射辐照循环电极过程中，设置聚集的太阳能焦斑的大小为1μm2-10 m2；聚焦强度为1000w m-2-1000000w m-2；如优选为10941w m-2。
6、进一步可选地，集中太阳能辐射辐照循环电极过程中，实现在循环电极表面的温度达到40℃–3000℃；更优选为300℃-800℃，如优选为350℃。
7、进一步可选地，集中太阳能辐射辐照循环电极过程中，通过移动光源和/或循环电极，实现辐照循环电极需要修复的区域。
8、进一步可选地，还包括步骤：将辐照后的循环电极进行真空干燥处理。
9、进一步可选地，设置真空干燥温度为30℃–200℃；如优选为120℃，干燥时间为0.1h-1000h；如优选为12h。
10、进一步可选地，基于光热效应分级回收循环电极时，集中太阳能辐射辐照循环电极过程中，通过低温光热引发结构相变/或通过聚焦点的高温，将三元层状氧化物阴极材料在高温逐步分级气化后沉积回收，或在高温直接完全气化后分级冷却回收。
11、进一步可选地，回收产物为金属氧化物单质或混合物，可直接用于电极材料的生产原料或溶解后作为前驱体制备原料。
12、进一步可选地，阴极材料包含过渡金属元素。
13、进一步可选地，所述过渡金属包括钴、镍、锰、钛、铜、铁、锌、铬、钛、锆、钒中的一种或两种以上组合。
14、进一步可选地，所述循环电极包括初始状态电极、循环装填电极。
15、一种层状氧化物阴极的结构优化或修复方法在电极回收以及提高电极性能中的应用。
16、本专利技术具有如下的优点和有益效果：
17、富锂锰层状氧化物(lmro)阴极材料因具有高能量密度而受到广泛关注。然而，在电化学循环过程中，它们需要面临容量快速衰减和服务电压衰减的缺点，因此，应考虑关键部件的废物管理和回收。在此，本申请提供了一种用于直接回收lmro电极的简单的集中太阳辐射(csr)策略，该策略能够恢复输送容量，并有效提高其电化学稳定性。循环材料表面的阴极电解质界面(cei)和亚稳态结构为csr加工过程中的光催化反应和热重建提供了条件。在再生材料中，过渡金属阳离子和氧阴离子的氧化还原偶(氧化还原电对)都得到了增强。此外，在原始层状结构之间发现了反尖晶石相，其在原始状态下几乎不存在，从而恢复了容量并提高了循环稳定性。循环后电极片表面有副产物，可以高温气化，伴随着电极材料中的锂一起回收利用；也可以进一步利用高温强辐射让电池材料整体气化，然后通过气体进行回收。此外，电化学循环和随后的csr过程导致再生电极中出现特殊的缺陷结构，这大大增强了晶格氧的氧化还原活性和可逆性。这项研究为废lmro阴极的回收和设计高性能阴极材料以减轻结构退化提供了新的思路。
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1.一种层状氧化物阴极的结构优化或修复方法，其特征在于，。
2.根据权利要求1所述的一种层状氧化物阴极的结构优化或修复方法，其特征在于，集中太阳能辐射辐照循环电极过程中，设置聚集的太阳能焦斑的大小为1μm2-10 m2；聚焦强度为1000W m-2-1000000W m-2。
3.根据权利要求1所述的一种层状氧化物阴极的结构优化或修复方法，其特征在于，集中太阳能辐射辐照循环电极过程中，实现在循环电极表面的温度达到40℃–3000℃。
4.根据权利要求1所述的一种层状氧化物阴极的结构优化或修复方法，其特征在于，集中太阳能辐射辐照循环电极过程中，通过移动光源和/或循环电极，实现辐照循环电极需要修复的区域。
5.根据权利要求1所述的一种层状氧化物阴极的结构优化或修复方法，其特征在于，集中太阳能辐射辐照循环电极过程中，通过低温光热引发结构相变/或通过聚焦点的高温，将三元层状氧化物阴极材料在高温逐步分级气化后沉积回收，或在高温直接完全气化后分级冷却回收。
6.根据权利要求5所述的一种层状氧化物阴极的结构优化或修复方法，其特征在于，
7.根据权利要求1所述的一种层状氧化物阴极的结构优化或修复方法，其特征在于，所述金属包括钴、镍、锰、钛、铜、铁、锌、铬、钛、锆、钒中的一种或两种以上组。
8.根据权利要求1所述的一种层状氧化物阴极的结构优化或修复方法，其特征在于，所述循环电极包括初始状态电极、循环装填电极。
9.一种层状氧化物阴极的结构优化或修复方法在电极材料回收以及电极材料改性中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种层状氧化物阴极的结构优化或修复方法，其特征在于，。
2.根据权利要求1所述的一种层状氧化物阴极的结构优化或修复方法，其特征在于，集中太阳能辐射辐照循环电极过程中，设置聚集的太阳能焦斑的大小为1μm2-10 m2；聚焦强度为1000w m-2-1000000w m-2。
3.根据权利要求1所述的一种层状氧化物阴极的结构优化或修复方法，其特征在于，集中太阳能辐射辐照循环电极过程中，实现在循环电极表面的温度达到40℃–3000℃。
4.根据权利要求1所述的一种层状氧化物阴极的结构优化或修复方法，其特征在于，集中太阳能辐射辐照循环电极过程中，通过移动光源和/或循环电极，实现辐照循环电极需要修复的区域。
5.根据权利要求1所述的一种层状氧化物阴极的结构优化或修复方法，其特征在于，集中太...
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