废旧锂电池正极可实现高效绿色再生_新浪科技

本报讯（见习记者李媛）西安交通大学教授王鹏飞团队基于减弱的超交换相互作用，提出了一种熔融盐辅助策略来修复废旧锂离子电池（LIB）正极。该研究通过调节退化正极结构内的超交换相互作用，为LIB直接回收提供了新视角。相关研究成果近日发表于《德国应用化学》。

随着全球对清洁能源需求的持续增长，LIB作为一种高效、持久的储能装置，被广泛应用于电动汽车、便携式电子设备等领域。然而，随着电池使用量的激增，废旧LIB的数量大幅增加，给环境保护和资源管理带来了挑战。

目前，废旧LIB的回收主要依靠两种策略，火法冶金和湿法冶金。湿法冶金使用化学溶剂提取贵金属和锂盐，虽然有效，但会造成二次环境污染。火法冶金通过高温煅烧提取废旧正极中的过渡金属，存在能耗高和碳排放等缺点。而直接回收作为一种新兴的有代表性的电池回收技术，可以通过锂化恢复废旧正极的电化学性能且不会损坏正极材料的结构。

研究团队通过将钠原子引入岩盐相的四面体位点，改变了桥接氧阴离子的电子分布，导致镍元素的磁矩降低，从而削弱了线性超交换相互作用，最终促进了废旧LIB正极从阻碍锂离子传输的岩盐结构向有利于锂离子迁移的层状结构的转变。

在这项研究中，受益于相变，锂离子迅速迁移到废旧正极中，修复了锂空位，并在随后的高温阶段恢复了废旧锂离子电池正极中的缺陷结构。再生锂离子电池在200次循环后与商用锂离子电池正极相当。为了探究其商用价值，研究团队将其与石墨电池组装成软包电池。该软包电池在500次循环后实现了78%的容量保持率，表现出商业化潜质。