混合废光阴极的可持续上循环到高压聚离子阴极材料
Guanjun Ji1,2, Di Tang1, Junxiong Wang3,4
1Tsinghua Shenzhen International Graduate School, Tsinghua University, Shenzhen, 518055, China.
Nature communications
|May 14, 2024
概括
这项研究提出了一种混合废电池阴极的上循环策略,使用绿色深度环氧溶剂. 该过程可再生高性能阴极材料,从而实现完整的元件回收和闭环电池材料回收.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 电化学 电化学 电化学
- 可持续化学 可持续化学
背景情况:
- 可持续的电池回收对于资源节约和环境保护至关重要.
- 在当前的电池回收策略中,回收混合阴极材料是一个重大挑战.
- 现有的方法往往侧重于单元回收,限制使用过的电池的全面利用.
研究的目的:
- 制定一项用于废用的铁酸盐 (LiFePO4) 和富含的阴极的上循环利用策略.
- 通过再生高压聚离子阴极来解决重复使用混合阴极材料的挑战.
- 为了实现电池材料的完整元件回收和闭环回收.
主要方法:
- 在再生过程中使用了绿色的深溶解溶剂.
- 雇佣的结构设计和过渡金属替代用于阴极材料上循环.
- 应用技术经济分析来评估战略的可行性.
主要成果:
- 成功地从混合废光阴极中再生了一种高压LiFe0.5Mn0.5PO4阴极材料.
- 与商业LiFePO4.4相比,再生材料表现出增强的性能:平均电压 (3.68 V) 和能量密度 (559 Wh kg-1) 的增加.
- 在混合阴极中证明了所有元素的完全循环利用,以及深度环氧溶剂的可重复使用性.
- 该策略可扩展到格拉姆级,适用于LiFe0.5Mn0.5PO4回收,从而实现闭环回收.
结论:
- 提议的上循环战略为废旧电池材料的增值利用提供了一种可持续的方法.
- 这种方法确保了完整的元素回收和闭环循环回收,增强了环境和经济效益.
- 再生的阴极材料显示出卓越的电化学性能,为下一代电池技术铺平了道路.
