陈人杰/李丽AEM: 高效选择性回收正极废料获得高性能锂电负极

废电池造成的污染正在引发环境危机，推动了创新回收和升级回收方法的发展。常规回收技术受到高污染、低效率、产品利用率低等技术壁垒的困扰。

在此，北京理工大学陈人杰教授、李丽教授等人报道了一种创新和可持续的方法，将正极废料原位选择性和精确地回收成高附加值的过渡金属氧化物，并深入验证其作为锂离子电池（LIB）负极的适用性。

作者发现ZnSO₄可以在高温下将老化的LiMn₂O₄粉末转化为纳米ZnMn₂O₄，当用作LIB的负极材料时，纳米ZnMn₂O₄在60次循环后具有961 mAh g^-1的高循环耐久性。以5 A g^-1循环后，它甚至贡献了838 mAh g^-1的放电容量。这种独特的选择性转换技术归因于共八面体保留转换，可用于从老化的电池中获得各种负极材料。

图1. 回收制备的纳米ZnMn₂O₄负极的电化学性能

经济和环境评估发现，与从原始矿石中获得的材料相比，这种废物转化为材料的回收过程具有显著的环境效益并降低了能源消耗。与传统的湿法和火法冶金技术相比，它通过减少能源使用和CO₂排放提供额外的经济和环境效益。

此外，据调查与Mn相比，每项与Co相关的操作都需要更多的能源、产生更多的废气排放且相关的活动消耗更多的资源。因此，这项工作不仅为老化电池材料的回收提供了一条一步到位的途径，而且为负极材料的制备和应用提供了新的思路。

此外，更多地研究如何减少矿物冶炼的能源消耗和环境影响，将放大这种选择性回收过程的优势并为其工业部署铺平道路。

图2. 该回收方法的经济和环境评价

Sustainable Recycling of Cathode Scrap towards High-Performance Anode Materials for Li-Ion Batteries, Advanced Energy Materials 2021. DOI: 10.1002/aenm.202103288

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陈人杰/李丽AEM: 高效选择性回收正极废料获得高性能锂电负极

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