廢舊鋰電池直接再生研（yán）究獲進展

　　近日，中國科學院合肥（féi）物質科學研究院（yuàn）固體物理研究所在廢舊鈷酸鋰（lǐ）電池直接再生為電化學性能優異的正極（jí）材料（liào）研究中取得新進展。他們通過一種簡單的“一石三鳥（niǎo）”固相燒結策（cè）略（luè），可將廢（fèi）舊鈷酸鋰回收升級為（wéi）高性（xìng）能的正極材料高壓鈷酸鋰。相關研究成果（guǒ）發表（biǎo）在《先進能源材（cái）料》上。

　　據介紹，鋰離子電池具有高（gāo）能量密度、長（zhǎng）壽命、低成本、低自放電等特（tè）點，應（yīng）用於便攜式電子產品、電動汽（qì）車、電網級儲能係統等領域。其中，鈷酸鋰由於（yú）固有的高能量密度以及（jí）方便大規模生產等優點，在便攜式電子器件中占據主導地位。而全（quán）世（shì）界每年廢棄的便（biàn）攜式電（diàn）子產品中產生的廢舊鋰離子電池超過10萬（wàn）噸，若處理不當，將造成嚴重的環（huán）境危害和寶貴金屬資源的浪費（fèi）。同時，隨著人們對電池能量密度需求不斷增加，提升截止電壓成為提高能量密度最有效的策略之一。因此，如果（guǒ）將廢舊鈷酸鋰（lǐ）回收再生為高壓鈷酸鋰，不但實（shí）現了金屬資源的可持續利（lì）用，而且（qiě）可以（yǐ）滿足高（gāo）壓鈷酸鋰材料的發展趨勢。

　　傳統的回收技術主（zhǔ）要以火法冶（yě）金和濕法冶金為基礎，提取有價金屬成分製備相應的前驅體。然而，火法冶金過程涉及高溫（wēn）還原煆燒和分解鈷酸鋰為混合合金，需要（yào）消耗大量的能量。濕法冶金工藝采用酸浸替（tì）代高溫還原階段，但強酸和還原試（shì）劑的大（dà）量消耗增加了整（zhěng）個操作的成本，同時不可避免地會產生二次汙染。總體而言，現有的（de）火法冶金和濕法冶金工藝缺乏經濟可行性和環境友好性。因此，急需探（tàn）索綠色、節能、無（wú）損的鋰離子電（diàn）池直接再生策略。

　　基於此，研究采用“一石三鳥”的固相燒結方法，以碳酸鋰、硫脲和乙酸錳分別作為鋰源和摻雜劑，同時實現成（chéng）分/結構缺陷修複、外表麵重建（jiàn）以及元素（sù）摻雜三重效應耦合，將廢舊鈷酸鋰（lǐ）電池升級為高壓鈷（gǔ）酸鋰正極材（cái）料。研（yán）究通過修複廢舊鈷酸鋰（lǐ）存在的成分/結構缺（quē）陷、表麵晶格氧逸出（chū）和（hé）結構畸變等問題，確（què）保再（zài）生高壓鈷酸鋰（lǐ）的電化學性能優於未受損的鈷酸鋰材料（liào）。

　　研究還（hái）發現，來自不同廠家或（huò）不同失（shī）效程度的廢舊鈷酸鋰正極材料均可有效升級為高性能鋰離子電池，證實（shí）了“一石三鳥”的固相燒結策略具有通用性。

　　此外（wài），研（yán）究采用（yòng）原位XRD和DFT理論計算等方法探討了充（chōng）放電過程（chéng）中（zhōng）材（cái）料內在的結構演變和潛在的再生機理。該工（gōng）作有望為廢舊鋰離子電池回收再生和升級再造成具有長期循環穩定性的高（gāo）能量密度（dù）電池提供新思路。