圣彼得堡国立大学
【论文摘要】
锂离子电池产量的增加最终会导致有毒废物的产生。如今，废旧锂离子电池的回收利用变得极为重要，正极材料的回收也备受关注。石墨回收由于经济效益低、材料清洗成本高、循环稳定性低等问题而受到较少关注。事实上，采用低成本技术再生石墨对于解决废石墨的回收利用和环境污染问题具有重要意义。本文介绍了一种使用低成本等离子溶液处理（小于 28 kWh⋅kggraphite−1）的石墨回收变体，从而产生一种电容性强的材料。
基于再生石墨的电池在0.3 A⋅g−1下循环500次，具有出色的稳定性和高容量 (392 mAh⋅g−1)，这大于石墨的理论容量，这是由于形成了来自表面石墨层的氧化石墨烯。处理时间不影响所得石墨的晶面间距。长循环显示电荷曲线的形状随着石墨烯分数的增加而变化。对于所有样品，还评估了动力学特性：扩散系数、SEI 电阻和电荷转移电阻对电势和嵌入速率常数的依赖性。
【实验方法】
标准样品的制备(前处理)：
为了确定加工阳极碳材料的方法的效率，有必要对碳材料的电化学特性进行评估和表征。在运行过程中，电活性颗粒被电解液分解产物覆盖，里面含有嵌入的锂。因此，加工的第一阶段是将电极浸泡在蒸馏水中以去除可溶性成分。
电池在充气手套箱中打开，并将石墨负极和含氧化物阴极分开。用无水碳酸二乙酯清洗阳极，在室温下真空干燥一天。可以看到，电极上覆盖着各种杂质，并且有金色的区域，这表明石墨中存在嵌锂(图2a)。此示例被命名为GOR0。当将干燥的阳极放置在装有50毫升蒸馏水的容器中时，观察到大量的气体生成和液体起泡。继续浸泡电极，直到反应结束10min。
然后拔掉铜电流引线。可以看出，碳涂层几乎完全分散(图2 b)。样品离心后，用50ml的水量洗3次，直到pH为中性。将生成的沉淀物在80℃真空下干燥5h。
