The use of a li-ion battery recycling product for the synthesis of the manganese based max-phase

封面

如何引用文章

全文:

详细

In recent years, with the growing popularity of electric vehicles and other battery-powered devices, there has been a significant increase in demand for lithium-ion batteries (LIBs). These batteries have become the main power source for most portable devices and electric vehicles, such as the Nissan Leaf. However, with the increase in LIB production and consumption, there is not only the question of ensuring their efficient production but also the need for environmentally safe recycling. The recycling process of used LIBs involves extracting valuable components such as lithium, cobalt, nickel, and manganese. Efficient recycling of cathode materials becomes particularly important as it allows both the reuse of these metals in new battery production and reduces the need for resource mining. Manganese (Mn), which can be extracted during LIB recycling, not only plays a crucial role in battery production but can also serve as a basis for synthesizing new materials, such as the Mn3AlC MAX phase. Manganese MAX phases represent a class of two-dimensional materials that are attracting increasing attention from researchers due to their unique properties. Thus, lithium-ion battery recycling not only solves the waste disposal problem but also creates opportunities for developing new materials.

全文:

受限制的访问

作者简介

O. Shichalin

Sakhalin State University; Far Eastern Federal University

编辑信件的主要联系方式.
Email: oleg_shich@mail.ru
俄罗斯联邦, Yuzhno-Sakhalinsk; Vladivostok

Z. Kornakova

Sakhalin State University; Far Eastern Federal University

Email: oleg_shich@mail.ru
俄罗斯联邦, Yuzhno-Sakhalinsk; Yuzhno-Sakhalinsk

N. Ivanov

Far Eastern Federal University

Email: oleg_shich@mail.ru
俄罗斯联邦, Vladivostok

A. Seroshtan

Sakhalin State University

Email: oleg_shich@mail.ru
俄罗斯联邦, Yuzhno-Sakhalinsk

P. Marmaza

Sakhalin State University

Email: oleg_shich@mail.ru
俄罗斯联邦, Yuzhno-Sakhalinsk

K. Barkhudarov

Far Eastern Federal University

Email: oleg_shich@mail.ru
俄罗斯联邦, Far Eastern Federal University

D. Tsygankov

Far Eastern Federal University

Email: oleg_shich@mail.ru
俄罗斯联邦, Vladivostok

E. Shramkov

National Research Center "Kurchatov Institute"; Moscow Institute of Physics and Technology (National Research University)

Email: oleg_shich@mail.ru
俄罗斯联邦, Moscow; Dolgoprudny

I. Likhachev

National Research Center "Kurchatov Institute"

Email: oleg_shich@mail.ru
俄罗斯联邦, Moscow

E. Papynov

Far Eastern Federal University

Email: oleg_shich@mail.ru
俄罗斯联邦, Vladivostok

参考

  1. Zhao P., Li Y., Wang X. et al. // Separation and Purification Technology. 2025. V. 357. P. 129988. https://doi.org/10.1016/j.seppur.2024.129988.
  2. Fan Х., Song С., Lu X. et al. // J. Alloys. Compd. 2021. V. 863. P. 158775. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2021.158775
  3. Li P., Luo S., Zhang L. et al. // J. Energy Chem. 2024. V. 89. P. 144. https://doi.org/10.1016/j.jechem.2023.10.012
  4. Golmohammadzadeh R., Faraji F., Jong B. et al. // Renew. Sustain. Energy Rev. 2022. V. 159. Р. 112202. https://doi.org/10.1016/j.rser.2022.112202
  5. Xu C., Dai Q., Gaines L. et al. // Commun. Mater. 2020. V. 1. Р. 99. https://doi.org/10.1038/s43246-020-00095-x
  6. Wang J., Liang Z., Zhao Y. et al. // Energy S. 2022. V. 45. P. 768. https://doi.org/10.1016/j.ensm.2021.12.013
  7. Lin J., Zhang X., Fan E. // Energ. Environ. Sci. 2023. V. 16. P. 745. https://doi.org/10.1039/d2ee03257k
  8. Zhang B., Chen S., Yang L. et al. // ACS Nano. 2024. V. 18. P. 23773. https://doi.org/10.1021/acsnano.4c08968
  9. Medvedeva A.E., Pechen L.S., Makhonina E.V. et al. // Russ. J. Inorg. Chem. 2019. V. 64. P. 829. https://doi.org/10.1134/S003602361907012X
  10. Xing C., Meng Y., Linfeng Fei F. // Energy Storage Materials. 2024. V. 71. P. 103636. https://doi.org/10.1016/j.ensm.2024.103636
  11. Qu X., Zhang B., Zhao J. et al. // Green Chem. 2023. V. 25. P. 29925. https://doi.org/10.1039/d2gc04620b
  12. Belmesov A., Glukh A., Kayumo R. et al. // Coatings. 2023. V. 13. P. 2075. https://doi.org/10.3390/coatings13122075
  13. Belmesov A., Glukhov A., Tsvetkov M. et al. // J. Comp. Cos. Sci. V. 7. P.454. https://doi.org/10.3390/jcs7110454
  14. Buravlev I., Vornovskikh A., Shichalin O. et al. // Ceram. Int. V. 50. P. 14445. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2024.01.357
  15. Wang J.X., Ma J., Zhuang Z.F. et al. // Chem. Rev. 2024. V. 124. P. 2839. https://doi.org/10.1021/acs.chemrev.3c00884
  16. Zhang X., Li L., Fan E. et al. // Chem. Soc. Rev. 2018. V. 47. P. 7239. https://doi.org/10.1039/c8cs00297e
  17. Yu W., Guo Y., Shang Z. et al. // eTransportation. 2022. V. 11. P. 100155. https://doi.org/10.1016/j.etran.2022.100155
  18. Gao Z., Huang M., Yang L. et al. // J. Energy Chem.. 2023. V. 78. P. 253. https://doi.org/10.1016/j.jechem.2022.11.061
  19. Shichalin O.O., Ivanov N.P., Seroshtan A.I. et al. // Ceramics International. 2024. V. 50. № 24. P. 53120. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2024.10.161
  20. Mahmood A., Gill R., Raffi M. et al. // Diamond Related Mater. 2023. V. 303. P. 110387. https://doi.org/10.1016/j.diamond.2023.110387
  21. Kalmár J., Karlický F. // Phys. Chem. Chem. Phys. 2024. V. 29. https://doi.org/10.1039/D4CP02264E
  22. Eklund P., Rosen J., Persson P. // J. Phys. D: Appl. Phys. 2017. P. 113001. https://doi.org/10.1088/1361-6463/aa57bc
  23. Jiahe P., Xingzhu C., Wee-Jun O. et al. // Chem. 2019. V. 5. № 1. P. 18. https://doi.org/10.1016/j.chempr.2018.08.037
  24. Yang X., Zhang Y., Meng Q. et al. // RSC Adv. 2021. V. 11. P. 268. https://doi.org/10.1039/d0ra09297e
  25. Eraky M.S., El-Sadek M., Shenouda A.Y. et al. // Monatshefte fur Chemie – Chem. Monthly. 2024. V. 155. P. 289. https://doi.org/10.1007/s00706-024-03173-9

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML
2. Fig. 1. Scheme of recycling of LIB from Nissan Leaf.

下载 (417KB)
3. Fig. 2. X-ray phase and structural analysis of isolated MnO2 from the Nissan Leaf LIB: a) diffraction pattern of isolated MnO2; b) SEM images.

下载 (324KB)
4. Fig. 3. X-ray phase analysis of the obtained MAX-phase Mn3AlC.

下载 (134KB)
5. Fig. 4. Distribution of elements and SEM images of the obtained MAX-phase Mn3AlC.

下载 (996KB)
6. Fig. 5. TEM images of the MAX phase of Mn3AlC. XRD of the obtained MAX phase of Mn3AlC.

下载 (220KB)
7. Fig. 6. X-ray phase analysis of the obtained Mn7C3 and Mn5C2 MXene.

下载 (129KB)
8. Fig. 7. SEM images of the obtained MXene.

下载 (515KB)

版权所有 © Russian Academy of Sciences, 2025

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».