基于EG的溶剂分离法实现废旧NCM111正极材料的高效直接再生策略

《Advanced Sustainable Systems》：Efficient Direct Regeneration Strategy for Spent NCM111 Cathode Materials via EG-Based Solvent Separation

可持续锂离子电池回收需高效再生技术，传统方法存在能耗高、污染大、材料损伤等问题。本文提出基于乙二醇的分离再生体系，通过其羟基破坏PVDF与铝箔氢键，实现电极材料高效分离且铝箔无腐蚀，结合LiOH-Li2CO3熔盐修复正极材料结构，最终通过表征和电化学测试验证再生效果，为环保电池回收提供新思路。

　　

摘要

锂离子电池（LIBs）的可持续发展依赖于高效的回收方法，其中直接再生可以实现材料的再利用。然而，电极材料的有效分离仍然是一个关键挑战。传统方法通常依赖于强酸、强碱或高温处理，这些方法能耗高、对环境有害，并可能损坏材料结构，从而影响再生质量。为了解决这个问题，提出了一种基于乙二醇（EG）的分离方法。以LiNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂（NCM111）作为代表性的正极材料，EG在160°C时能有效溶解聚偏二氟乙烯（PVDF）粘合剂，同时其羟基（─OH）会取代PVDF与铝箔之间的氢键，从而促进正极材料的分离。回收后的铝箔保持完整且无腐蚀，提高了其经济价值。最后，采用共晶盐法（LiOH和Li₂CO₃，摩尔比为5.25:1）来修复因Li⁺流失导致的正极材料结构退化，其修复效果通过表征和电化学测试进行了评估。基于EG的再生方法能够实现LIBs正极材料的高效和可持续回收，有助于开发环保的电池回收技术。

利益冲突

作者声明没有利益冲突。