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新虫 (小有名气)

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[交流] 如何高效回收废旧电池中的磷酸铁锂 (LiFePO4)正极材料？

废旧电池材料的高效回收利用是电池工业可持续发展的关键，分享一篇关于电池正极材料磷酸铁锂回收的研究论文，和虫友们一起来交流、学习与讨论。

文章题目：Large-scale direct regeneration of LiFePO4@c based on spray drying
文章作者：Yongxing Zou, Jinwei Cao, Hao Li, Wanbao Wu, Yihong Liang and Jiaheng Zhang (张嘉恒)*
文章来源：Industrial Chemistry & Materials（英国皇家化学会 (RSC) 出版）
文章详解：https://blog.sciencenet.cn/home.php?mod=space&uid=3388879&do=blog&id=1367891
文章doi号：https://doi.org/10.1039/d2im00007e
文章链接：https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2023/im/d2im00007e
关键词：磷酸铁锂 (LiFePO4)，电池回收，直接再生，均质处理，喷雾干燥，电化学性能

文章导读
   随着各国碳中和目标的提出，新能源汽车产业得到了非常迅速的发展，锂离子电池的报废量也迅速增加。而废旧电池材料的高效回收利用是电池工业可持续发展的关键，近些年来受到广泛关注。目前研究主要采用湿法冶金、火法冶金等技术对正极材料中有价金属（如Co、Ni、Li）的进行回收。然而，通过该方法得到的是电池原材料，回收过程漫长。而且分离出性质相近的金属元素难度较大，成本也比较高。显然，有必要研究新的回收方法来简化分离步骤、降低经济成本，使废旧锂离子电池在较低的成本下能够得到处理并创造价值。

   近期，哈尔滨工业大学（深圳）材料科学与工程学院的张嘉恒教授课题组在Industrial Chemistry & Materials上发表了题为“采用喷雾干燥大规模直接固相再生碳包覆磷酸铁锂”的研究论文，采用包括均质化处理、喷雾干燥和碳热还原三个步骤的直接固相再生工艺对废旧磷酸铁锂电池进行固相再生处理。再生碳包覆磷酸铁锂具有良好的晶格结构，表面碳包覆层厚度约为3 nm。再生磷酸铁锂表现出十分优异的电化学性能，在0.1 C条件下的放电比容量超过160 mAh g-1，在1 C倍率下循环800次仍能保持约80%的放电比容量，具有较好的循环性能。同时，采用此方法再生1吨磷酸铁锂的材料成本大约72339元，是常规固相法合成磷酸铁锂材料成本的51.02%。该再生方法操作简单，节约资源，再生磷酸铁锂电化学性能优异，具有良好的应用前景。

研究亮点
● 提出了一种包括均质处理、喷雾干燥和碳热还原三个步骤的的废旧磷酸铁锂电池闭环回收再生工艺。
● 该再生工艺对于不同衰减程度的废旧磷酸铁锂材料具有一定的普适性。
● 再生的LFP@C表现出良好的材料性质与优秀的电化学性能，再生效果显著。

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