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第一作者：Guanjun Ji

通訊作者：王俊雄, 周光敏, 成會明

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

論文速覽

可持續(xù)的電池回收對于實現(xiàn)資源節(jié)約和緩解環(huán)境問題至關(guān)重要。許多關(guān)鍵金屬再循環(huán)或直接回收的開環(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再利用策略，通過結(jié)構(gòu)設(shè)計和過渡金屬替換，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實現(xiàn)所有元素回收和固溶體前體合成的升級策略。

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)濟分析的比較。

總結(jié)展望

本文提出的升級再利用策略不僅解決了混合廢舊陰極材料的回收難題，而且實現(xiàn)了回收產(chǎn)品的增值升級。利用可回收的DES符合循環(huán)經(jīng)濟的原則，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，這不僅增強了結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，還提高了其電導(dǎo)率。

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

文獻信息

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，請注明來源華算科技，注明出處：http://www.zzhhcy.com/index.php/2024/05/17/344a667341/

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