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西安交大团队突破废旧锂离子电池回收技术瓶颈

2024-12-29 21:50:13 来源：JAD电介质学术交流

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简介：西安交通大学郗凯、丁书江团队携手清华大学深圳国际研究生院周光敏等人，经过深入研究，提出了构建低频声子色散关系的新方法。该方法通过降低TM氧共价键的弯曲和拉伸振动频率，有效抑制了TM原子的迁移和缺陷结构的形成，从而实现了再生正极的高寿命循环。这一创新成果不仅解决了废旧锂离子电池回收过程中的技术瓶颈，还为锂离子电池的循环利用提供了新的思路。

废旧锂离子电池的回收问题一直备受关注，直接回收技术被视为解决环境污染和资源浪费的有效途径。然而，在废旧锂离子电池的直接回收过程中，正极材料中过渡金属(TM)原子的迁移和缺陷结构的形成，往往导致再生正极的循环寿命不佳。这一问题主要由充放电过程中TM─O共价键的振动特性所引发，特别是高频拉伸振动会导致TM原子迁移至Li层，形成尖晶石/岩盐相，进而阻碍Li+的传输，影响正极的循环稳定性。

西安交大团队突破废旧锂离子电池回收技术瓶颈

针对这一技术难题，西安交通大学郗凯、丁书江团队携手清华大学深圳国际研究生院周光敏等人，经过深入研究，提出了构建低频声子色散关系的新方法。该方法通过降低TM氧共价键的弯曲和拉伸振动频率，有效抑制了TM原子的迁移和缺陷结构的形成，从而实现了再生正极的高寿命循环。这一创新成果不仅解决了废旧锂离子电池回收过程中的技术瓶颈，还为锂离子电池的循环利用提供了新的思路。

近日，该团队的研究成果以《低频声子色散策略助力废旧锂离子电池正极稳定性提升》(Low-Frequency Phonon Dispersion Strategy Enabling Enhanced Stability of Cathode from Spent Lithium-Ion Batteries)为题，在知名期刊《先进材料》(Advanced Materials)上发表。论文的共同第一作者为贾凯助理教授和硕士研究生贺毓嘉，共同通讯作者为郗凯教授和周光敏副教授。该研究得到了国家自然科学基金、陕西省秦创原创新人才计划等多个项目的资助，表征分析工作则得到了西安交通大学分析测试共享中心的支持。