废旧锂离子电池石墨的电化学剥离及石墨烯电极的可持续再生策略

《Sustainable Materials and Technologies》：Electrochemical exfoliation of graphite recovered from spent Li-ion batteries and its reuse as graphene in new electrodes

本文提出了一种从废旧锂离子电池（LIBs）中回收石墨，并通过阳极电化学剥离技术将其转化为高性能超级电容器电极的创新方法。研究采用田口法优化剥离参数（电位、时间、温度），所得石墨烯材料在双电层电容器（EDLCs）中表现出优异的比电容（21 F g?1）和循环稳定性（10,000次循环后保持91%），为废弃石墨的高值化利用和绿色储能技术发展提供了新思路。

　　

Highlight

本研究通过优化电化学剥离参数，将废旧锂离子电池中的石墨转化为高性能石墨烯电极材料，其比电容达21 F g^?1，循环10,000次后容量保持率高达91%，为废弃石墨的可持续利用提供了新策略。

Conclusions

本研究开发了一条可持续、高效的路径，将报废锂离子电池中的石墨回收并转化为适用于双电层电容器（EDLCs）的新型电极材料。通过从废旧NMC电池中回收和纯化石墨，并采用田口法优化电化学剥离条件，成功制备出具有可调控性能的石墨烯基材料。性能最佳的样品（E9）展现出卓越的电化学特性，包括高比电容和出色的循环稳定性。此外，基于E9组装的对称超级电容器表现出与商业活性炭（YP50）相当的性能，验证了其实际应用的可行性。该工作凸显了回收石墨作为石墨烯电极可持续前驱体的潜力，为发展环境友好型储能技术、推动循环经济提供了重要支持。