用于多组分分离及退化层状阴极材料高效再生的双功能溶剂

《ACS Sustainable Chemistry & Engineering》：Dual-Function Solvent for Multicomponent Separation and High-Performance Regeneration of Degraded Layered Cathode Materials

开发三乙基磷酸（TEP）作为双功能绿色溶剂，实现锂离子电池NCM正极材料高效再生。通过TEP同时剥离PVDF粘合剂和铝箔，并在再生过程中形成Li3PO4涂层，使再生温度从750℃降至550℃，再生材料循环性能达182.73 mAh/g且保持初始容量80.05%以上。该策略为电池回收提供 scalable 和 eco-friendly 解决方案。

　　

锂离子电池（LIBs）的回收对于促进资源循环利用和环境可持续性至关重要。然而，这一过程仍面临诸多挑战，包括从废旧正极材料中分离出多种成分以及实现有效的再生。在此，我们提出了一种溶剂辅助再生（SMR）策略，采用三乙基磷酸酯（TEP）作为兼具双重功能的绿色溶剂，同时实现多组分分离和退化三元层状（NCM）正极材料的高性能再生。TEP能够有效去除废旧电极片中的聚偏二氟乙烯（PVDF）粘合剂和铝箔，并回收有活性物质，同时允许溶剂重复使用。值得注意的是，TEP中的磷（P）在后续再生过程中有助于形成均匀的非晶态磷酸锂（Li₃PO₄）涂层。该涂层增强了锂离子的扩散性能，加快了锂的补充速度，并将结构恢复所需的温度从750°C降低到550°C，从而显著提高了再生效率。再生后的Li₃PO₄涂层NCM（RPNCM）保持了良好的结构，放电容量达到182.73 mAh/g，在1C电流下经过400次循环后仍保留了80.05%的初始容量。这一方法为废旧NCM正极的直接再生提供了一条可扩展且环保的途径，推动了锂离子电池循环经济的进展。