鋰電池回收新突破，再生正極性能媲美商用材料

近日，西安交通大學科研團隊在鋰電池回收領域實現正極材料修復再生新突破，研究成果發表在《德國應用化學》(Angewandte Chemie International Edition) 上。

直接回收技術被認為是解決廢舊鋰離子電池環境污染與資源浪費問題的有效途徑。然而，傳統熔融鹽回收方法主要依賴于緩慢的熱驅動過程來實現鋰離子的傳輸，導致表面預鋰化效率較低，從而限制了失效正極材料的修復效果。在高溫處理過程中，若預鋰化不足，材料內部可能發生不利的相變，這些相變進一步阻礙了鋰空位的有效修復。即便隨后經過高溫煅燒和鋰離子濃度梯度補充，修復后的正極材料電化學性能依然難以達到理想水平。

針對傳統熔融鹽回收方法中存在的預鋰化效率低、正極材料再生效果受限等問題，近日，西安交通大學教授郗凱、丁書、唐偉和助理教授賈凱團隊，聯合清華大學深圳國際研究生院副教授周光敏，提出了一種基于Li?準Grotthuss拓撲化學傳輸機制的高效失效正極材料再生策略。

研究團隊在傳統熔融鹽體系中引入了含有苯甲酸鋰的特殊分子結構，使原本依賴熱驅動、無序擴散的Li?傳輸，轉變為準Grotthuss型拓撲化學傳輸，大幅提升了鋰離子向正極表面的傳輸速率，確保了預鋰化過程的高效性與均勻性。這一策略不僅避免了高溫處理過程中因預鋰化不足導致的不利相變，更在后續高溫退火階段有效修復并重構了失效正極材料的結構。得益于Li?準Grotthuss拓撲化學傳輸機制，再生后的正極材料表現出優異的循環穩定性，其電化學性能可與商業化正極材料相媲美。

論文相關信息：https://doi.org/10.1002/anie.202422610