界面化学键桥接再生:从废弃光伏板与锂电池中升级再造长效硅碳复合材料

【字体: 时间:2025年09月15日 来源:Green Chemistry 9.2

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  来自前沿领域的研究人员针对废弃光伏板(PV)与锂离子电池(LIBs)回收经济性低的问题,开发了一种通过引入回收乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)构建界面Si–C键的策略,成功将废料升级为高性能Si/C复合材料。该材料展现出优异电化学性能,在1.0 A g?1下具有967 mAh g?1的高容量,循环200次后保持率约77.6%,全电池初始容量达1178.1 mAh g?1。该策略为电子废弃物高值化回收提供了新途径。

  

面对废弃太阳能光伏组件(PV)和锂离子电池(LIBs)带来的环境与资源挑战,传统回收方法(如将硅再生为硅锭、石墨降级使用)经济价值有限。受锂离子电池用硅碳复合材料(Si/C)启发,研究人员开发出一种创新升级再造策略:通过从废弃光伏板中提取的乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)作为粘结剂,在硅与碳界面构建稳定的Si–C化学键,有效克服了物理混合Si/C材料常见的硅化问题,显著提升结构稳定性并抑制体积膨胀。动力学分析进一步表明,该策略大幅提高了离子扩散系数并降低内阻,特别是优化了界面离子迁移行为,使材料表现出卓越的电化学性能——在1.0 A g?1电流密度下容量高达967 mAh g?1,200次循环后容量保持率约为77.6%。组装的完整电池初始容量达到1178.1 mAh g?1,50次循环后仍能维持821.2 mAh g?1。这项突破性工作不仅实现了废弃资源的高值化转化,更为光伏与电池废弃物的协同回收提供了全新解决方案。

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