随着全球电动汽车与可再生能源储能市场的迅猛生长，，锂离子电池（LIBs）的需求泛起爆发式增添。
。。。通常LIBs的使用寿命在5至10年，，未来几年将迎来大规模电池退役潮。
。。。据预测，，到2030年，，全球废旧LIBs总量将突破200万吨。
。。。若处理不当，，这些废旧电池中所含的有害物质将对情形与人体康健组成严重威胁。
。。。另一方面，，废LIBs中锂、钴、镍、锰等有价金属的含量显然高于自然矿石，，高效接纳有助于缓解我国对战略金属资源的入口依赖，，因此生长绿色、高效的废LIBs接纳手艺已成为目今迫切需求。
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克日，，j9九游会质料科学与工程学院高彦峰教授团队在《中国科学：手艺科学》上揭晓了题为“废锂电池中有价金属的绿色接纳手艺研究希望”的综述论文，，系统梳理了该领域的最新科研希望与手艺蹊径。
。。。论文从预处理、火法冶金、湿法冶金以及直接再生等多个维度，，周全剖析了种种接纳手艺的研究现状与生长潜力，，并从热力学与动力学角度深入探讨了火法和湿法工艺的要害机制，，提出了在坚持高接纳效率的同时进一步提升情形友好性与经济可行性的优化战略。
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图1 废锂电池化学放电要领

论文特殊强调了直接再外行艺在处理废旧正极质料方面的显著优势。
。。。接纳深共晶溶剂（DESs）系统，，可在温顺条件下实现活性物质的高效浸出与结构再生，，阻止古板要领的高能耗与二次污染问题。
。。。文章还从全生命周期评估的角度，，对直接再生工艺的经济效益和情形可持续性举行了综合叙述。
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直接再生是一种基于正极质料失效机制的新型接纳战略，，旨在通过结构修复与组分调控恢复其电化学性能，，同时坚持原有化学组成与宏观结构。
。。。LIBs的失效多源于循环历程中的晶体结构畸变与活性锂损失，，层状结构质料（如LiCoO?）尤为典范，，常见问题包括层间塌陷、相变和金属离子溶出等。
。。。直接再生工艺主要包括脱锂、晶格修复和再锂化三个焦点方法，，并通过外貌包覆等后处理方式进一步提升质料的循环稳固性与电化学性能。
。。。现在，，该手艺已乐成应用于LiFePO?、LiCoO?及三元质料（NCM）等多种典范正极的再生，，修复要领涵盖固相烧结、共晶熔盐锂化、水热法、电化学还原及其他新兴绿色手艺，，展现出辽阔的应用远景。
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图2 直接再生废锂离子电池的示意图

本综述系统剖析了锂电池正极质料接纳的全流程，，重点总结了预处理、浸出与提纯阶段的研究希望，，并从热力学与动力学角度探讨火法与湿法冶金机制，，为生长绿色可持续接纳手艺提供理论依据。
。。。直接再外行艺虽可有用接纳有价因素，，但在可扩展性、选择性和循环性方面仍面临挑战。
。。。推动锂电接纳系统生长，，需统筹本钱效益，，优化物质-能量-本钱流系统剖析，，研发绿色新工艺如深共晶溶剂（DESs）以替换古板要领，，并通过简化方法、降低能耗和镌汰试剂使用以实现现有工艺的“减法”优化。
。。。直接再生法依附低能耗、低情形负荷和直接再生的优势，，有望成为主流接纳手艺，，但仍需一直刷新以顺应正极质料性能的提升，，确保再生质推测达商业应用水平。
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高彦峰教授团队恒久致力于先进节能质料与储能手艺的研究，，近年来围绕钠离子电池、液流电池及锂离子电池的再生与接纳要害手艺开展系统事情，，着力解决高容量储能电池中离子失活、结构衰退等焦点问题，，为推动绿色低碳能源转型、提升战略金属资源循环使用能力做出了主要孝顺。
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本次揭晓于《中国科学：手艺科学》的综述论文，，由j9九游会质料科学与工程学院高彦峰教授担当通讯作者，，博士研究生许金妹为第一作者。
。。。该研究获得了上海市科技立异行动妄想协同立异专项（编号：23xtcx00800）的资助。
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原文链接：https://doi.org/10.1360/SST-2024-0272