清华大学李金惠,Nature子刊:低熵递增策略下废旧锂离子电池的电浸回收

废旧锂离子电池的回收,可以有效应对电池废弃物日益增多所带来的环境问题,以及电池金属需求不断上升所导致的资源短缺问题。当前的回收工艺,通常是先将电池破碎,再进行浸出处理,这不仅增加了系统无序程度,还因材料结构被破坏或化学试剂大量消耗,导致不可逆的熵增,使得整个回收过程的热力学效率降低,经济性也受到影响。

2025年3月11日,清华大学李金惠在国际知名期刊Nature Communications上发表了题为《Galvanic leaching recycling of spent lithium-ion batteries via low entropy-increasing strategy》的研究论文。

在此,研究人员提出了一种原电池浸出策略,利用废旧锂离子电池中LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2颗粒与自带的铝箔集流体的自组装特性,构建初级电池系统,在不预先破碎电池、也不添加额外还原剂的情况下,实现电池金属的回收。

在理论电压差高达3.84 V的情况下,电子流动和电荷聚集,能够有效实现难溶金属组分的价态降低、晶相转变和配位环境改变,从而实现超过90%的电池金属回收率,并使浸出动力学提高近30倍。

环境经济评估进一步表明,与传统冶金方法相比,该策略可使能耗降低11.36%-21.10%,碳排放减少5.08%-23.18%,同时经济效益提高21.14%-49.18%。

Yu, J., Liu, Y. & Li, J. Galvanic leaching recycling of spent lithium-ion batteries via low entropy-increasing strategy. Nat Commun 16, 2440 (2025). https://doi.org/10.1038/s41467-025-57857-9

清华大学李金惠,Nature子刊:低熵递增策略下废旧锂离子电池的电浸回收

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