综述：废旧锂离子电池的直接再生：从粉末到电池的进阶

【编辑推荐】本综述系统梳理了锂离子电池（LIBs）直接再生技术从粉末、电极到电池层级的突破性进展，对比传统火法/湿法冶金（Pyrometallurgy/Hydrometallurgy）的高能耗缺陷，提出非破坏性细胞级再生（Cell-level regeneration）通过精准补锂（Li replenishment）和晶体修复（NCM/LFP1?x?yO2）实现91%温室气体（GHG）减排，为规模化回收提供可持续路径。

　　

传统锂离子电池回收技术的局限

全球能源转型推动锂离子电池（LIBs）需求激增，但电动汽车（EVs）电池8-10年的寿命周期导致退役电池规模将以43%年复合增长率（CAGR）攀升至2030年的1483 GWh/年。传统火法冶金（Pyrometallurgy）依赖1500℃高温熔炼提取钴镍等金属，而湿法冶金（Hydrometallurgy）需强酸浸出，两者均破坏电极结构且产生26.6%-27.7%的温室气体（GHG）排放，违背循环经济原则。

直接再生技术的革新路径

直接再生技术通过非破坏性修复阴极活性，将能耗降至原生材料生产的22.3%。其核心机制是补充循环过程中损失的锂离子（Li⁺），例如：

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  粉末级再生：Yu团队采用低温水热法配合氧化还原介体修复LiNi_xCo_yMn_1?x?yO₂（NCM）阴极；

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  电极级再生：Xu通过靶向加热再生LiFePO₄（LFP）晶体结构；

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  细胞级再生：Chen设计有机锂载体分子（LICF₃SO₂）实现外源精准补锂，避免拆解损耗。

细胞级再生的工业化前景

细胞级再生保留电池整体结构，减少预处理步骤，其经济收益较传统方法提升40%，且碳排放降低91%。溶剂介导的界面电位梯度（Δφ）调控技术可优化锂化试剂（如Li-Naph）选择性，推动从“组分修复”到“整体再生”的范式转变。

未来挑战与方向

尽管直接再生技术优势显著，但规模化仍需解决电极界面副反应控制、杂质耐受性提升等问题。政策驱动下，该技术有望成为下一代电池回收的核心方案，助力全球碳中和目标实现。