中国科学院开发新锂电回收方法，碳酸锂和磷酸铁的回收产物纯度均高于90%

  [中国石化新闻网2023-10-16]近日，中国科学院北京纳米能源与系统研究所王中林院士/王杰研究员和团队，基于摩擦纳米发电机的自驱动原理，成功构建一种废旧磷酸铁锂电池回收系统。
  利于该系统可以生成碳酸锂和磷酸铁这两种回收中间产物，它们的纯度分别达到99.70%和99.75%，如此之高的纯度非常利于后续生产。
  该成果不仅可以直接嫁接转移到锂电池回收企业之中，而且其中涉及的“新型电化学回收体系”“回收产物重新利用”“摩擦纳米发电机”等前沿技术也具有单独应用的广阔前景。具体来讲，主要包括如下部分：
  其一，通过打造高效新型电化学回收体系从而用于正极材料的回收。目前，磷酸铁锂正极材料的回收主要以湿法回收为主，但是这种方法的工艺较为复杂，需要使用大量酸碱试剂，很容易造成二次污染。而本次成果采用电化学法氧化食盐水，利用生成的Cl-/ClO-氧化还原对，实现磷酸铁锂正极材料的回收，这能降低化学试剂的用量及种类，能将湿法回收的10个步骤缩短为4个步骤，在简化工艺流程的同时，还具备节能环保降成本的优点。同时，课题组最近的一系列工作表明，本次方法具有较好的通用性，能用于包括三元正极、磷酸铁锂、钴酸锂等一系列正极材料的回收。
  其二，可用于回收产物的重新利用，从而助力新正极材料的制备。鉴于回收中间产物的纯度较高，因此可以直接将其作为磷酸铁锂正极材料的前驱体，通过气氛隧道炉烧结的方法，即可实现高性能磷酸铁锂的重新制备。
  同时，由于这种原材料来源于回收的前驱体，因此所制备的磷酸铁锂正极材料具有非常高的性价比优势。
  其三，将摩擦纳米发电机实现能源自给与系统自驱动。作为一种新型能量获取器件，摩擦纳米发电机具有体积小、重量轻、价格低廉、低频高效等优势，能将环境中广泛存在的机械能比如风能、人体运动机械能、水滴能等转换为电能。
  同时，借助其制备材料来源广泛的优点，通过合理利用电池的废弃材料，比如电池壳、铝塑膜、集流体等，再将摩擦纳米发电机作为电力补充，就能有效降低用电量，助力于提升系统的自驱动性能。
  综上，整合之后的自驱动磷酸铁锂回收系统，集成了新型高效的电化学回收体系，能够实现回收产物的重新利用。其中，摩擦纳米发电机等前沿技术，能够直接迁移并用于电池回收企业。
  在锂电池全回收的实际应用中，本次系统具有较好的可行性，为废旧锂电池回收的设计原则提供了有力借鉴，预计能引起能源领域与可持续发展领域的广泛关注。
  最终，相关论文以《利用摩擦电纳米发电机自行回收废旧磷酸铁锂电池》（Self-poweredrecyclingofspentlithiumironphosphatebatteriesviatriboelectricnanogenerator）为题发在Energy&EnvironmentalScience（IF32.5），ZhangBaofeng是第一作者，王杰担任通讯作者[1]，中国科学院院士王中林是共同作者之一。