西安交通大學教授王鵬飛團隊基于減弱的超交換相互作用，提出了一種熔融鹽輔助策略來修復廢舊鋰離子電池（LIB）正極。該研究通過調節退化正極結構內的超交換相互作用，為LIB直接回收提供了新視角。相關研究成果近日發表于《德國應用化學》。

隨著全球對清潔能源需求的持續增長，LIB作為一種高效、持久的儲能裝置，被廣泛應用于電動汽車、便攜式電子設備等領域。然而，隨著電池使用量的激增，廢舊LIB的數量大幅增加，給環境保護和資源管理帶來了挑戰。

目前，廢舊LIB的回收主要依靠兩種策略，火法冶金和濕法冶金。濕法冶金使用化學溶劑提取貴金屬和鋰鹽，雖然有效，但會造成二次環境污染。火法冶金通過高溫煅燒提取廢舊正極中的過渡金屬，存在能耗高和碳排放等缺點。而直接回收作為一種新興的有代表性的電池回收技術，可以通過鋰化恢復廢舊正極的電化學性能且不會損壞正極材料的結構。

研究團隊通過將鈉原子引入巖鹽相的四面體位點，改變了橋接氧陰離子的電子分布，導致鎳元素的磁矩降低，從而削弱了線性超交換相互作用，最終促進了廢舊LIB正極從阻礙鋰離子傳輸的巖鹽結構向有利于鋰離子遷移的層狀結構的轉變。

在這項研究中，受益于相變，鋰離子迅速遷移到廢舊正極中，修復了鋰空位，并在隨后的高溫階段恢復了廢舊鋰離子電池正極中的缺陷結構。再生鋰離子電池在200次循環后與商用鋰離子電池正極相當。為了探究其商用價值，研究團隊將其與石墨電池組裝成軟包電池。該軟包電池在500次循環后實現了78%的容量保持率，表現出商業化潛質。

原文刊登于2025年11月11日《中國科學報》1版

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