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實(shí)現(xiàn)廢舊電池陰極完全回收！成會(huì)明院士等Nature子刊！

第一作者：Guanjun Ji

通訊作者：王俊雄, 周光敏, 成會(huì)明

通訊單位：清華大學(xué)深圳國(guó)際研究生院，中國(guó)科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院，上海交通大學(xué)

論文速覽

可持續(xù)的電池回收對(duì)于實(shí)現(xiàn)資源節(jié)約和緩解環(huán)境問(wèn)題至關(guān)重要。許多關(guān)鍵金屬再循環(huán)或直接回收的開(kāi)環(huán)/閉環(huán)策略都以單一成分為目標(biāo)，混合陰極材料的再利用是一項(xiàng)重大挑戰(zhàn)。

本論文提出了一種可持續(xù)的混合廢舊陰極材料升級(jí)再利用策略，通過(guò)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和過(guò)渡金屬替換，使用綠色深共晶溶劑再生高電壓聚陰離子陰極材料。

這一過(guò)程確保了混合陰極中所有元素的完全回收，并且深共晶溶劑可以重復(fù)使用。再生的LiFe_0.5Mn_0.5PO₄相較于商業(yè)LiFePO₄，具有更高的平均電壓（3.68 V vs. 3.38 V）和能量密度（559 Whkg^–1?vs.?524 Whkg^–1）。所提出的升級(jí)再利用策略不僅適用于LiFe_0.5Mn_0.5PO₄的回收，而且具有潛在的高環(huán)境和經(jīng)濟(jì)效益，為廢舊電池材料的增值利用提供了一種可持續(xù)的方法。

圖文導(dǎo)讀

圖1：LFP和LMO實(shí)現(xiàn)所有元素回收和固溶體前體合成的升級(jí)策略。

圖2：R-F5M5的結(jié)構(gòu)信息、微觀結(jié)構(gòu)表征和元素分布。

圖3：LFMP和LFP的電化學(xué)性能和能量密度。

圖4：不同電池回收技術(shù)與技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析的比較。

總結(jié)展望

本文提出的升級(jí)再利用策略不僅解決了混合廢舊陰極材料的回收難題，而且實(shí)現(xiàn)了回收產(chǎn)品的增值升級(jí)。利用可回收的DES符合循環(huán)經(jīng)濟(jì)的原則，確保所有元素都被有效回收。R-LFMP作為一種固溶體，具有均勻分布的Fe/Mn元素，這不僅增強(qiáng)了結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，還提高了其電導(dǎo)率。

詳細(xì)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析表明，與其他回收技術(shù)相比，這種升級(jí)再利用策略在經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益方面具有潛在優(yōu)勢(shì)。該方法為混合廢棄陰極材料的回收提供了一種替代和簡(jiǎn)單的路線，為實(shí)際鋰離子電池的下一代磷酸鹽陰極材料的再生開(kāi)辟了道路。

文獻(xiàn)信息

標(biāo)題：Sustainable upcycling of mixed spent cathodes to a high-voltage polyanionic cathode material

期刊：Nature Communications

DOI：10.1038/s41467-024-48181-9

原創(chuàng)文章，作者：wang，如若轉(zhuǎn)載，請(qǐng)注明來(lái)源華算科技，注明出處：http://m.xiubac.cn/index.php/2024/05/16/0d243ba36b/

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