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锂离子电池(LIBs)因自放电低,电池电压高和能量密度高等优点,而被广泛用于3C领域(计算机,通信和消费电子产品)。然而LIBs在使用几年后其放电容量会急剧衰减,无法继续使用,从而变成废旧 LIBs。这些废旧的LIBs中含有重金属和有机化合物,会污染环境,因此不能将其简单地掩埋。另外,由于自然资源的限制和市场对能源的需求不断增长,废旧 LIBs中的贵重金属急需得到回收。与传统LiCoO2正极材料相比,新一代的层状富镍材料LiNixCoyMn1-x-yO2(NCM,x≥0.6)具有更高的比容量而且成本更低。在本论文的研究中,我们提出了一种从废旧 LiCoO2电池中回收钴和锂元素,然后将这些元素用作合成LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2正极材料的方法,此外还探究了煅烧温度对NCM622材料电化学性能的影响,以及选择铝离子作为掺杂剂以改性LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2。探究了回收废旧 LiCoO2电池的最佳硫酸浓度和H2O2浓度,研究表明:最佳硫酸浓度为2 mol·L-1,H2O2浓度为3vol%,此条件下Li和Co的浸出效率分别为97.1%和96.8%。此外还探究了LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2的最佳烧结温度,实验结果显示800℃为最佳的烧结温度。为了进一步改善NCM622材料的循环性能和倍率性能,通过简单的物理混合后在煅烧的方法,将铝离子掺入到NCM622材料中。所得材料通过X射线衍射,扫描电子显微镜,电化学阻抗谱和充放电测试进行表征。XRD结果表明,质量分数为1%的铝掺杂材料具有较低的阳离子混合度和更稳定的结构。Li(Ni0.6Co0.2Mn0.2)0.99Al0.01O2正极材料在0.1 C的的电流密度下可提供181.82 mAh·g-1的高放电比容量,并在100次循环后保持约92.60%的容量。当电流密度为2C时,它仍保持128.96 mAh·g-1的放电比容量,与纯LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2相比,有很大的提高。总之,通过回收废锂离子电池中的高附加值金属来合成新的正极材料,可能是减少废旧锂电池对环境的不利影响的好方法。