中國(guó)科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院固體物理研究所在廢舊鈷酸鋰電池直接再生為電化學(xué)性能優(yōu)異的正極材料研究中取得新進(jìn)展。通過(guò)一種簡(jiǎn)單的“一石三鳥(niǎo)”固相燒結(jié)策略，可將廢舊鈷酸鋰回收升級(jí)為高性能的正極材料高壓鈷酸鋰。相關(guān)研究成果發(fā)表在《先進(jìn)能源材料》上。以碳酸鋰、硫脲和乙酸錳分別作為鋰源和摻雜劑，同時(shí)實(shí)現(xiàn)成分/結(jié)構(gòu)缺陷修復(fù)、外表面重建以及元素?fù)诫s三重效應(yīng)耦合，將廢舊鈷酸鋰電池升級(jí)為高壓鈷酸鋰正極材料。研究通過(guò)修復(fù)廢舊鈷酸鋰存在的成分/結(jié)構(gòu)缺陷、表面晶格氧逸出和結(jié)構(gòu)畸變等問(wèn)題，確保再生高壓鈷酸鋰的電化學(xué)性能優(yōu)于未受損的鈷酸鋰材料。研究還發(fā)現(xiàn)，來(lái)自不同廠(chǎng)家或不同失效程度的廢舊鈷酸鋰正極材料均可有效升級(jí)為高性能鋰離子電池，證實(shí)了“一石三鳥(niǎo)”的固相燒結(jié)策略具有通用性。此外，研究采用原位XRD和DFT理論計(jì)算等方法探討了充放電過(guò)程中材料內(nèi)在的結(jié)構(gòu)演變和潛在的再生機(jī)理。該工作有望為廢舊鋰離子電池回收再生和升級(jí)再造成具有長(zhǎng)期循環(huán)穩(wěn)定性的高能量密度電池提供新思路。

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