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锂离子电池正极活性物质的水处理方法对锂和过渡金属溶解的影响
检测样品：锂电池
检测项目：过渡金属
方案概述：锂离子电池（LIBs）是便携式电子设备和电动工具的能量存储设备，并具有作为替代燃料车辆能源的巨大潜力。SPEX Mixer/Mill是一种高能球磨机，近在关键研究中用于消除制造过程中对环境有影响的物质。
使锂离子电池阴极的水处理方法成为可能，是因为像N-甲基-2-吡咯烷酮（NMP）这样的溶剂既昂贵又危险，并且正在全球范围内逐步淘汰。使用水作为溶剂可以降低电极制造成本并减少对环境的影响，但它对阴极提出了独牛寺的挑战，例如锂和过渡金属从活性材料中溶解以及集流体腐蚀。在本研究中，评估了五种阴极活性材料的水性处理的适用性：LiCoO2（LCO），LiFePO4（LFP），LiMn2O4（LMO），LiNi0.80Co0.15Al0.05O2（NCA）和LiNi0.5Mn0.3Co0.2O2（NMC532）。在水中暴露三天后，NCA和NMC532的pH值显著高于无镍材料（9.0-10.5），尽管所有pH值都表明铝基板会发生腐蚀。表面组成发生变化，而晶体结构变化不大。所有材料的过渡金属在水中和电解质中的溶解度相对较低，尽管NCA在水中的锂溶解度较高（~0.1 mg mL−1）。在半硬币电池中的电化学测试表明，添加高分子量聚丙烯酸可以改变pH并提供足够的粘合力以允许NCA的水性处理。
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