随着锂离子电池在个人电子设备和电动汽车领域的迅猛发展，报废电池废弃物正呈现大幅增长趋势。回收利用这些电池对构建可持续能源系统的材料闭环至关重要。电池回收的关键步骤在于将活性材料与集流体分离，然而现有工艺常需大量使用酸、碱或溶剂，加剧了环境影响。本文报道了一种电化学剥离法，可实现高效、超快速的电池材料分离。通过施加温和电压，集流体与活性材料之间会形成气泡，促使其快速分离，分离效率约100%，金属回收率超过97%。值得注意的是，该方法不会在回收的正极材料中引入铝杂质。机理研究表明，集流体优于正负极材料的析氢能力驱动了机械分离。这种电化学剥离技术适用于多种电池体系，实验已成功实现LiMn₂O₄、LiFePO₄和LiNiCoMnO₂正极与铝箔的分离，以及石墨负极与铜箔的分离。生命周期评估与技术经济分析显示，该工艺可比现有方法降低23-98%的碳排放，减少28-98%的运营成本，彰显了其产业化应用的巨大潜力。
该工作以《Ultrafast materials separation by electrochemical delamination for spent lithium-ion batteries recycling》为题，发表于《ACS Sustainable Chemistry & Engineering》。
论文信息：
Erkang Feng#, Peng Li#, Ziyu Huang#, Wenyan Zan#, Teng Wang, Zhenyu Ren, Mingyue Xu, Hao Bi, Yanze Liu, Guoyong Huang, Wenjing Lu, Sidian Li, Dongbei Yue, Bing Deng*, Ultrafast materials separation by electrochemical delamination for spent lithium-ion batteries recycling, ACS Sustainable Chemistry & Engineering, 2025, doi: 10.1021/acssuschemeng.5c06070.
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acssuschemeng.5c06070?ref=PDF
