SCMs|废旧磷酸铁锂电池的正负极同步再利用策略

考虑到废旧锂离子电池对环境、资源和全球可持续性发展存在严重的威胁和挑战，有必要开发出合适的回收技术实现废旧锂离子电池的回收和再利用。近日，东北师范大学吴兴隆教授等人在SCIENCE CHINA Materials发表研究论文，提出了一种全新的绿色高效的直接回收方法，实现了废旧磷酸铁锂电池中正极LiFePO₄ (LFP)和负极石墨的双重回收，并将其按不同比例复合设计了一种新型双离子电池(DIB)的复合正极材料(LiFePO₄/石墨，简写为LFPG)。

这种复合正极能够实现阴离子和阳离子的共同参与脱嵌，从而贡献更高的容量。结合LFP的高容量、高稳定性和石墨的高导电性、高电压性，这种复合正极表现出优异的电化学性能。在不同配比的复合材料中，LFP:graphite = 3:1的复合材料在25 mA g⁻¹的电流密度下展示出接近130 mA h g⁻¹的可逆容量，达到4.95 V的高电压平台，并表现出优异的循环性能(在100 mA g⁻¹的电流密度下进行700次循环后仍具有良好的容量保持率)，倍率性能相比回收的单一LiFePO₄也得到明显提升。通过电极动力学研究，揭示了Li⁺和PF₆⁻在复合正极中的特定扩散行为，进一步阐明了DIB的阴/阳离子分阶段嵌入/脱出的工作机理。

本研究为废旧锂离子电池正极和负极材料的大规模回收提供了一种新的策略，并为利用废锂离子电池设计出性能优良的新型复合型锂离子电池正极材料提供了指导。

文章信息

Du, KD., Meng, YF., Zhao, XX. et al. A unique co-recovery strategy of cathode and anode from spent LiFePO₄ battery. Sci. China Mater. (2021). https://doi.org/10.1007/s40843-021-1772-6

点击左下角“阅读原文”，阅读以上文章PDF原文

—关注中国科学材料，请长按识别二维码—