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82万吨“退役”锂电池何去何从?

随着新能源汽车的普及,大量动力电池正进入“退役期”。若处理不当,不仅污染环境,更是资源的巨大浪费。传统回收方法如同“高温炼金”,成本高、能耗大,还容易造成二次污染。

但最近,中国科学院合肥物质科学研究院固体物理研究所(以下简称“固体所”)的科学家们,却从一杯“茶”中获得了灵感——他们利用茶多酚,成功让废旧磷酸铁锂电池“重获新生”!

新能源汽车产业蓬勃发展,伴随而来的是锂离子电池消耗量的飞速增长。按照其5年至8年的平均寿命计算,早期投入使用的动力电池正步入退役期,一场大规模的电池“退役潮”已然到来。据研究机构预测,仅2025年我国动力电池退役量将达到82万吨,五年后这一数字或达350万吨。

传统的回收方法主要是湿法冶金和火法冶金。它们通过酸溶、萃取、高温焙烧等手段提取有价值金属,但流程复杂、能耗极高,回收过程中还容易产生有害气体和废水。有没有更绿色、更高效、更便宜的方式?

固体所的研究团队提出了一个新思路:与其粗暴地拆解提取,不如尝试直接“修复”电池材料,让它恢复性能。

这项技术的核心,是一种来源于植物的物质——茶多酚。茶多酚是茶叶中富含的一类活性物质,具有良好的还原性和生物相容性。研究人员发现,它可以作为优异的“天然电子供体”,将废旧磷酸铁锂中的三价铁相重新还原为二价铁相,从而逆转电池老化过程。

这就像是给电池喝了一杯“绿茶”,通过茶多酚的还原作用,有效修复了电池材料中关键的“铁-锂反位缺陷”,重新打通了锂离子扩散的通道。除了内部修复,电池材料表面的碳涂层也常常在使用中破损,导致性能下降。

研究团队开发了一种靶向表面修复技术——用磷酸铝/磷酸锂复合材料作为“纳米创可贴”,精准地修补在碳层破损的地方。不同于以往简单粗暴的“整体重新包碳”,而是像微创手术般,哪里坏了补哪里,不仅更加精准,还避免了引入过多非活性物质影响电池性能。

同时,引入的铝元素还会掺杂到材料体相中,起到“支撑”作用,进一步提升材料的结构稳定性,从内到外全面恢复电池的健康。

为什么说这项技术“更绿、更便宜”?

与传统冶金回收法相比,这种直接再生技术展现出了显著优势:能耗大幅降低,不需要高温焙烧或强酸浸出,整个过程可在较低温度下完成;环境友好,使用天然茶多酚作为还原剂,避免了二次污染;成本更低,缩短了回收流程,降低设备投入和运行成本;再生材料性能高,再生后的磷酸铁锂正极材料电化学性能接近新材料,可直接用于生产新电池。

这意味着,未来电池回收或许不再是一个“烧钱又污染”的行业,而能够成为真正可持续的绿色产业。