基于分子栅栏与气相沉积的LiFePO4正极高效直接再生策略及其电化学性能提升机制

本研究针对废旧LiFePO4（SLFP）再生过程中锂补偿不均与碳包覆时序冲突的难题，提出通过肌酸与硬脂酸锂协同作用实现分子栅栏调控与气相沉积碳包覆。该方法成功构建原位氮掺杂3D导电网络，再生材料在1 C下放电容量达146.2 mAh·g?1，200次循环后容量保持率95.83%，为高效回收锂电材料提供新范式。

　　

通过分子栅栏与气相沉积机制，研究人员开发了一种高效再生废旧LiFePO₄（SLFP）正极的策略。硬脂酸锂在SLFP表面形成分子栅栏结构，有效抑制颗粒团聚并促进锂的均匀补充。肌酸在300°C以下分解释放NH₃，驱动Li⁺插入SLFP晶格并还原Fe³⁺，完成补锂过程。随后，含碳氮小分子自由基发生结构重组，形成具有拓扑缺陷的连续共轭结构，构建出原位氮掺杂的三维导电碳网络。该碳包覆层中的杂环与缺陷结构调控电子云分布，产生额外电子传输活性位点，显著提升材料导电性。再生后的LiFePO₄正极在1 C倍率下表现出146.2 mAh·g^?1的放电容量，循环200次后容量保持率高达95.83%。该研究为废旧磷酸铁锂材料的高效回收与性能提升提供了创新性解决方案。