中科院利用茶多酚为退役锂电池阴极注入新活力

盖世汽车讯 据外媒报道，中国科学院（Chinese Academy of Sciences,）合肥物质科学研究院（Hefei Institutes of Physical Science）固体物理研究所（Institute of Solid State Physics）的研究人员与清华大学（Tsinghua University）深圳国际研究生院和苏州工学院（Suzhou University of Technology）合作，成功开发出一种基于天然电子供体辅助修复和靶向表面重建的策略，能够直接再生退役动力电池中降解的磷酸铁锂（LiFePO₄）正极材料。

图片来源： 期刊《Advanced Materials》

相关研究成果发表在期刊《Advanced Materials》杂志上，为传统的冶金回收方法提供了一种低成本、节能环保的替代方案。

随着新能源汽车中锂离子电池的使用量持续激增，这些电池的大规模退役引发了人们对环境污染和资源浪费的迫切担忧。传统的湿法冶金和火法冶金回收方法只能提取有价值的金属元素，这对于磷酸铁锂（LiFePO₄）正极材料而言，在经济上并不可行。相比之下，直接再生技术可以更高效、可持续地恢复降解的正极材料。

本研究采用天然提取的茶多酚作为电子给体，通过羟基电子给体和补充锂盐的协同作用，成功地将降解的磷酸铁锂（FePO₄）相转化回磷酸铁锂（LiFePO₄），并减少了有害的锂-铁反位缺陷，完全恢复了材料的组成和结构，重建了快速的锂离子扩散通道。

为了修复降解的磷酸铁锂颗粒表面受损或缺失的碳层，研究人员在再生过程中引入了铝源。得益于磷酸铝（AlPO₄）与磷酸铁锂之间强大的结合力，在受损区域精准形成了一层由非晶态AlPO₄和Li₃PO₄组成的靶向复合涂层。

这些快离子导体与残留碳结合，在表面重建了高效的电子-离子双传输通道，从而提升了再生正极的倍率性能。同时，部分铝掺杂到体相中，在不降低能量密度的情况下增强了结构稳定性，有效抑制了铁离子迁移，延长了再生磷酸铁锂正极的使用寿命。

该团队表示，这项工作为退役动力锂离子电池的回收利用提供了宝贵的见解。

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