万佳雨课题组ACS Energy Letters：8秒快速再生废旧钴酸锂正极！

废旧锂离子电池的回收对于可再生能源技术的可持续发展至关重要，因为它促进了资源再利用和环境保护。由于战略元素的高度集中，回收正极材料尤为重要。然而，传统的正极材料回收方法由于能耗高和操作时间长，往往效率低下。

图1 方法示意及材料表征

南方科技大学万佳雨等提出了一种高效的、一步到位的、无损的方法，可以在几秒钟内再生废旧钴酸锂（S-LCO）正极。与传统的冶金工艺和基于炉子加热的直接修复工艺相比，这种超快修复方法（URM）利用焦耳加热，具有高加热速率、可调温度和高冷却速率的特点，可以大大减少不可避免的热耗散。

此外，值得注意的是，URM的反应温度相对高于其他传统的回收方法，这使得S-LCO可以在8秒内快速修复。这种快速的过程不仅最大限度地减少了锂源在高温下的损失，同时也避免了锂源和容器之间的融化和可能的腐蚀反应。

图2 不同处理温度的影响

表征结果表明，尽管采用了快速工艺，退化的正极的体相晶体结构可以完全恢复，在长期循环过程中形成的尖晶石Co₃O₄被转化为理想的LCO的层状结构。此外，再生的LCO的电化学性能与新鲜的商业正极材料相当。这些结果表明，URM具有很高的时间和能源效率，并能在修复其晶体结构的同时使废旧的阴极材料重新锂化。所提出的方法证明了在电池正极的再生中是一种非常有效和潜在的通用方法。

图3 用URM法对正极材料进行辊对辊修复的示意图

Rapid, Direct Regeneration of Spent LiCoO2 Cathodes for Li-Ion Batteries. ACS Energy Letters 2023. DOI: 10.1021/acsenergylett.3c00635