随着电动汽车市场的蓬勃发展，预计在未来5至8年内将产生大量报废的锂离子电池。面对这一挑战，废旧电池的回收与再利用不仅关乎环境保护，更是缓解锂电池关键材料短缺的关键举措。相较于传统的湿法冶金和火法冶金技术，直接再生技术展现出了显著的环境与经济优势。其核心原理正是针对废旧电池材料的缺陷结构进行修复，从而恢复其电化学性能。为了达成这一目标，必须深入探究废旧电池中缺陷的形成机制。只有通过揭示缺陷产生的根本原因，才能更有针对性地优化再生技术，提高废旧电池的回收效率和性能恢复程度。

近日，西安交通大学郗凯、丁书江团队联合清华大学深圳国际研究生院周光敏等人系统地分析了电池全生命周期中正极材料（钴酸锂、三元正极、磷酸铁锂、锰酸锂）、石墨负极和集流体的降解机制、缺陷类型与表征方法。在此基础上，总结了适用于不同退役正极材料，石墨负极和集流体的各种再生方法，提出了大规模直接再生退役锂电池所面临的主要挑战和解决方案，旨在通过提供理论基础和实践指导，探索更为高效和环保的锂离子电池回收方法。此工作以《电极降解机制促进废旧锂离子电池的直接再生：综述》“Degradation Mechanisms of Electrodes Promotes Direct Regeneration of Spent Li-Ion Batteries: A Review”为题发表在《先进材料》(Advanced Materials)上。

 

贾凯助理教授和杨国锐副教授是本文的第一作者。该工作得到了国家自然科学基金、陕西省秦创原创新人才计划、西安交通大学青年优秀人才支持计划，博士后创新人才支持计划等项目的资助。论文的表征分析得到了西安交通大学分析测试共享中心的支持。