成会明/周光敏/王俊雄团队 Nat. Commun：将混合废阴极可持续地升级再循环为高压聚阴离子阴极材料

可持续的电池回收对于实现资源保护和缓解环境问题至关重要。许多关键金属循环利用或直接回收的开环/闭环战略都针对单一成分，而混合阴极材料的再利用是一项重大挑战。为了解决这一障碍，我们在此提出了一种通过结构设计和过渡金属置换实现废旧LiFePO4和富锰阴极升级再循环的策略，利用绿色深共晶溶剂再生高压聚阴离子阴极材料。该工艺确保了混合阴极中所有元素的完全回收，并且深共晶溶剂可重复使用。与商用LiFePO4（3.38 V和524 Wh kg-1）相比，再生的LiFe0.5Mn0.5PO4平均电压（3.68 V vs .Li/Li）和能量密度（559 Wh kg+-1）均有所提高。所提出的升级再循环策略可以扩大到克级规模，也适用于LiFe0.5Mn0.5PO4的回收，从而实现混合废阴极和下一代阴极材料之间的闭环再循环。技术经济分析表明，这一战略具有潜在的高环境和经济效益，同时为废电池材料的增值利用提供了一种可持续的方法。

图文简介

S-LFP和S-LMO的升级再循环战略，以实现所有元素的回收和固溶体前体的合成。

R-F5M5的平均结构信息、微观结构表征及元素分布。

LFMP和LFP的电化学性能和能量密度

不同电池回收技术的比较和技术经济分析

我们报告了一种回收混合废阴极材料的可持续升级再循环方法，该方法可将废阴极材料转化为能量密度更高的高压聚阴离子阴极。  可回收DES的使用符合循环经济原则，确保了所有元素的有效回收。  R-LFMP是一种Fe/Mn元素分布均匀的固体溶液，既增强了结构稳定性，又提高了导电性。  详细的技术经济评估表明，与其他回收技术相比，这种升级再循环策略在经济和环境效益方面具有潜在优势。  我们的方法为混合废阴极材料的回收提供了另一条简单的途径，从而为实用LIBs提供了下一代磷酸盐阴极。

论文信息

通讯作者： Junxiong Wang, Guangmin Zhou， Hui-Ming Cheng