廢舊鋰電池（chí）直接再生研究獲進（jìn）展

　　近日，中國科學院合肥物質科學研究院固體物理研究所在（zài）廢舊鈷酸鋰電池直接再生（shēng）為電化學（xué）性能（néng）優異的正極材料研究中取得新進展。他們通過一種簡單的“一石三鳥”固（gù）相燒結策略，可將廢舊鈷酸鋰回收升級為高性能的正極材料高壓鈷酸鋰。相關研究成果發表（biǎo）在《先進能源材料》上。

　　據介紹，鋰離子電池（chí）具有高能量（liàng）密（mì）度、長壽命、低成本、低自放電等特點（diǎn），應用（yòng）於便攜式電子產（chǎn）品、電動汽車、電網級儲能係統等領域。其中（zhōng），鈷酸鋰由於固有的高（gāo）能量密度以及方便（biàn）大規模生（shēng）產等優（yōu）點，在便攜式電子（zǐ）器件中占據主導地位。而全世界每年廢棄（qì）的便攜式電子產品中產生的廢舊鋰離子電池超過10萬噸，若處理不當，將造成嚴重的環境危害和（hé）寶貴金屬資源（yuán）的浪費。同時，隨著人們對電池能量密度需求（qiú）不斷增加，提升截止電壓成為提高能量密度最有效（xiào）的（de）策略（luè）之一。因此，如果將廢舊鈷酸鋰回收再生為高壓鈷酸鋰，不但實現了金屬資源的可持續（xù）利用，而（ér）且可（kě）以滿足（zú）高壓鈷酸鋰（lǐ）材料的發展趨勢。

　　傳統的回收技術主要（yào）以火法冶金（jīn）和（hé）濕法冶金為基礎，提取（qǔ）有價金屬（shǔ）成分製（zhì）備相應的前（qián）驅體。然而，火法冶金過程涉及高溫還原（yuán）煆燒和分解鈷酸鋰為混合（hé）合金，需要消耗大量的能量。濕法冶金工藝采用酸浸替代高溫還原階段，但強酸和還原試劑的大量消耗增加了整個操作的成本，同時不可避免地會產生二次汙染。總體而言，現有的火（huǒ）法冶金和濕法冶金工藝缺乏（fá）經濟（jì）可行性和環境友好性。因此，急（jí）需探索（suǒ）綠色、節能、無損的鋰離子電池直接再生策略（luè）。

　　基於此，研究采（cǎi）用“一石三鳥”的固相燒結方法，以碳（tàn）酸鋰、硫脲和乙酸錳分別作為鋰源和摻雜劑，同時實（shí）現成分/結構缺（quē）陷（xiàn）修複（fù）、外表麵重（chóng）建（jiàn）以及元素（sù）摻（chān）雜三重效應耦合，將廢舊鈷（gǔ）酸鋰電池升（shēng）級為高壓鈷酸鋰正極材料。研究（jiū）通過修複廢舊鈷酸鋰存在的成分/結構（gòu）缺（quē）陷、表麵晶（jīng）格氧逸出和結構畸變等問題，確保再生高壓鈷酸鋰的電化學（xué）性能優於未受損的鈷酸鋰材料。

　　研究還發現，來自（zì）不同廠家或不同失效程度的廢舊鈷酸鋰正極材料均可有（yǒu）效（xiào）升級為高性能鋰離子電池，證實了“一石三鳥”的固相燒結策略具有通用性。

　　此外，研究采（cǎi）用原（yuán）位XRD和DFT理論計算等（děng）方法探（tàn）討了（le）充放電過（guò）程中材料內在的（de）結構演變和潛在的再生機理。該工作有望為廢（fèi）舊鋰離子電池回收再（zài）生和升級再造成具有長期循環穩定性的高能量密度電池提供新思路。