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综述:退役锂离子电池直接回收工业化方面的最新进展
《Journal of Materials Chemistry A》:Recent advances in the industrialization of direct recycling for retired lithium-ion batteries
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年11月27日 来源:Journal of Materials Chemistry A 9.5
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锂离子电池直接回收技术综述:分析安全预处理、先进分离策略及六种再生方法(固态烧结、溶剂热法、熔盐法、电化学/化学再生锂化),指出工业化瓶颈(分离纯度、通用协议、高成本)及未来方向(低成本智能筛选、均匀再生、掺杂涂层技术、全生命周期评估)。
锂离子电池(LIBs)在电动汽车和电网储能领域的快速增长引发了人们对关键资源短缺以及电池报废后带来的环境风险的担忧。与火法冶金和水法冶金回收方法相比,这些方法通常伴随着高能耗、二次污染和较低的经济效益,而直接回收方法则专注于正极材料的再生,提供了一种可持续的闭环回收路径。本文系统地探讨了直接回收的技术框架,包括安全关键的预处理步骤(放电和拆解)以及先进的分离策略,以从集流体中完整地回收正极活性材料。文章进一步分析了六种正极再生方法:固态烧结法简单但受材料不均匀性的限制;溶剂热法能够恢复材料的均匀性,但存在安全隐患且可扩展性有限;熔盐法需要高温才能实现均匀再生;电化学再锂化方法需要复杂的设备,其在工业应用中的可扩展性也受到限制;化学再锂化方法使用有机溶剂和锂化合物,可能会造成二次污染。功能性有机锂盐可以在常温和常压下实现材料的均匀再生。尽管在实验室规模上取得了令人鼓舞的结果,但实际应用仍面临诸多挑战,如分离纯度不稳定、缺乏针对混合或退化正极材料的通用处理方案、运营成本高昂以及市场接受度不确定等问题。未来的发展依赖于低成本、高效率和高纯度的电池材料筛选技术的研发;不同类型退化材料的均匀再生方法;通过掺杂/涂层提升电池性能的改进回收技术;以及全面的生命周期评估,以验证环境和经济效益。这项工作汇总了关键见解,旨在加速直接回收从创新向可扩展工业实践的转变。
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