據(jù)外媒報(bào)道，加州大學(xué)圣地亞哥分校（UniversityofCaliforniaSanDiego）的納米工程師開發(fā)出一種新工藝，可以使廢舊正極材料恢復(fù)至完好狀態(tài)，更加經(jīng)濟(jì)有效地回收鋰電池。比起目前的方法，該工藝采用更加環(huán)保的化學(xué)物質(zhì)，可將能耗降低80-90%，并使溫室氣體排放量減少約75%。

這一工藝特別適用于由磷酸鐵鋰(LFP)制成的正極。LFP電池使用壽命更長，更安全，并且因?yàn)椴皇褂免捇蜴嚨劝嘿F金屬，和其他鋰電池相比，制造成本更低，因此，被廣泛應(yīng)用于電動工具、電動公共汽車和能源電網(wǎng)，同時(shí)也是TSLAModel3的首選電池。該校納米工程教授ZhengChen表示：考慮到這些優(yōu)勢，LFP電池在市場上將比其他鋰電池更具競爭優(yōu)勢。但是，類似于塑料回收，這些材料本身很便宜，回收成本卻很高。

研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)新的低成本回收工藝，可在低溫(60至80攝氏度)和環(huán)境壓力下完成操作，并且耗電量更少。此外，所使用的化學(xué)物質(zhì)，如鋰鹽、氮?dú)狻⑺蜋幟仕幔杀镜土覠o害。研究人員PanpanXu表示：整個(gè)回收過程非常安全，不要任何特殊的安全措施或設(shè)備，因此可以大幅降低回收成本。

研究人員首先運(yùn)行商用LFP電池，使其失去一半的儲能能力；然后，將電池拆開，收集正極材料粉末，并將其浸泡在含有鋰鹽和檸檬酸的溶液中；接著，用水沖洗溶液，烘干粉末并加熱；最后，將這些粉末制成新的正極，并在紐扣電池和軟包鋰電池中進(jìn)行測試。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，其電化學(xué)性能、化學(xué)組成和結(jié)構(gòu)可完全恢復(fù)到起初狀態(tài)。

在電池運(yùn)行過程中，正極發(fā)生的兩類結(jié)構(gòu)變化，會導(dǎo)致其性能下降。首先是鋰離子流失使正極結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)空位；再是當(dāng)鐵和鋰離子在晶體結(jié)構(gòu)中交換位置時(shí)，鋰離子容易被困住，無法繼續(xù)在電池中循環(huán)。該工藝通過補(bǔ)充鋰離子來恢復(fù)正極結(jié)構(gòu)，使鐵和鋰離子更易于回到原來位置。后者是通過檸檬酸完成的，檸檬酸可以起到還原劑的用途，將電子轉(zhuǎn)移到鐵離子上，使它們不帶正電荷，從而將電子排斥力降至最低，讓鐵離子更易回到晶體結(jié)構(gòu)中的原始位置，并釋放鋰離子，使其回到循環(huán)中。

研究人員表示，這一回收過程的總體能源成本較低。但是，從物流方面考慮，假如要大量收集、運(yùn)輸和處理電池材料，還要進(jìn)一步研究。