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退役動(dòng)力電池實(shí)現低成本高質(zhì)量正極可“再生”

中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所研究員陳忠偉團隊在退役動(dòng)力電池的可持續回收方面取得進(jìn)展。他們突破現階段萃取—沉淀—煅燒復雜三步法工藝，基于可持續浸出和共沉淀的再生策略，提出一步法退役鋰離子電池正極高質(zhì)量再生方案和向下一代動(dòng)力電池正極材料轉變的新途徑，使正極材料成本分別降低38.3%和73.6%，獲得全新低成本高性能下一代儲能電池，有望加快動(dòng)力電池先進(jìn)回收技術(shù)的推廣和應用，推動(dòng)電池回收行業(yè)商業(yè)化快速發(fā)展。相關(guān)成果近日發(fā)表于《自然-可持續》。

隨著(zhù)我國鋰電池出貨量的持續增長(cháng)，按照動(dòng)力電池平均使用壽命5至8年計算，我國第一批投入市場(chǎng)的動(dòng)力電池迎來(lái)了退役期，預計2026年國內鋰電池理論回收規模將達到231.2萬(wàn)噸。這使得鋰電池回收行業(yè)成為眾人矚目的“藍海市場(chǎng)”。然而，現階段淘汰的動(dòng)力電池的規格和外形不一，特別是電芯的組分不一，為回收再利用帶來(lái)了一定挑戰。

研究團隊提出的低成本高質(zhì)量正極直接再生方案，有望推動(dòng)商業(yè)動(dòng)力電池回收創(chuàng )新發(fā)展。他們利用相對環(huán)保的低成本有機酸溶液萃取退役電池正極中的高價(jià)元素，同時(shí)有效去除對后期再生過(guò)程產(chǎn)生不利影響的雜質(zhì)元素，并利用共沉淀再生工藝，使再生得到的三元氧化物正極可逆面容量達到2.73mAh/cm²，其性能超過(guò)目前商業(yè)三元正極材料。同時(shí)，退役動(dòng)力電池正極可再生為低成本NASICON鈉電正極材料，能夠持續穩定運行1200圈，按照每月充電5次計算，該正極材料可以穩定運行20年。

相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1038/s41893-024-01351-5