NSR：让失效钴酸锂“重获新生”——锂电材料直接回收新方法

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如果说过去的回收方法是“砸碎重建”，那么新方法就是“缺啥补啥”，不破坏材料结构，直接完成修复。

从手机到电动汽车，锂离子电池的消耗量与日俱增。预计到2023年，我国废弃锂电池的产量将会突破50万吨。

现行的锂离子电池回收方法，包括火法、湿法回收等，均需对电极材料的结构进行破坏，然后对其中的有价元素进行提取得到前驱体，再合成为新的电极材料，其过程冗长，存在能耗高、使用酸碱试剂等问题，成本较高且不够环保。

最近，清华大学深圳国际研究生院成会明、周光敏，上海交通大学梁正团队，提出了一种基于可再生低共熔溶剂的电极材料直接回收方法：以尿素与锂盐形成低共熔溶剂，在120度常压条件下对失效钴酸锂的组分进行修复，结合后续热处理，即可修复钴酸锂性能。

这种直接回收方法不需要破坏电极材料结构，在分子尺度直接对电极材料的Li、Co组分进行补充和修复，结合后续的热处理过程促进相转变，使失效正极材料的组分、结构、电化学性能完全恢复。所调配的含锂低共熔溶剂无毒无害、且可循环使用，修复过程不产生废气废水，大大提升了回收过程的环境效益和经济效益。

示意图：基于低共熔溶剂的直接回收方法（红色箭头途径） vs 传统回收方法（蓝色箭头途径）

实验结果显示，再生产物的性能与商业化材料相当，可以直接用作正极材料。

再生正极材料（D-LCO-R-H）的性能与商业化钴酸锂材料（P-LCO）相当

相比于传统回收方法，该方法流程简单，试剂可循环再生，因此回收过程的能耗、温室气体排放均可大幅降低30%以上，潜在的经济效益远远高于传统回收方法，具有较大的实际应用前景。

该方法中的含锂低共熔溶剂（DES）可循环再生使用

与传统的火法、湿法回收相比，低共熔溶剂的直接回收方法 (a)能耗更低，(b)碳排放更少，(c)成本更低，(d)利润更高。

这项成果以“Direct and green repairing of degraded LiCoO₂ for reuse in lithium- ion batteries”为题，发表在《国家科学评论》（National Science Review, NSR）上，王俊雄、张琪、盛进之博士为文章共同第一作者，清华大学深圳国际研究生院成会明院士、周光敏副教授，上海交通大学梁正副教授为论文共同通讯作者。

点击“阅读原文”阅读论文原文。

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