锂离子电池被广泛运用在诸多范畴，但其有限的利用寿命带来了资源紧张及情况危害等挑战，是以废旧锂离子电池的收受接管已经然成为学术界及财产界存眷的核心。与从废旧电池中提取要害金属的传统冶金要领差别，直接收受接管工艺可以修复受损质料，并经由过程有用的处置惩罚最年夜限度地应用其价值。
然而，现有直接收受接管要领依靠永劫间加热以实现掉效布局的重排。此外，锂离子电池的机能基准不停晋升，纵然废旧锂离子电池直接再生可以或许恢复其原始机能，往往也会与最新的市场要求存于差距，这两年夜问题对于直接收受接管技能的成长与运用提出了全新挑战。
近日，清华年夜学深圳国际研究生院副传授周光敏团队与中国科学院深圳进步前辈技能研究院研究员成会明团队互助，于《天然—和谈》发表最新研究结果。研究团队于前期掉效电池质料直接修复与进级收受接管研究的基础上，使用外场作用构建持续非均衡态修复历程，冲破热力学限定，从而降低了再生历程的总体能垒。他们深切剖析了直接进级收受接管历程的设计思惟，指出其焦点是于方针质料及初始质料之间构建可行的直接相变路径，终极提出了通用性的超快直接修复与进级收受接管计谋。
研究团队于前期年夜量的试验成果与经验堆集的基础上，开展了要领学立异，基在焦耳定律经由过程于修复历程中引入外电场，使用自由电子与原子晶格碰撞于极短期内开释能量，从而将修复历程由热力学三木SEO-主导改变为动力学主导的历程，降服了现有直接修复稳态反映速度的局限，指数级缩短了修复时长，年夜幅提高了修复效率和物料与能量使用率，经由过程秒级超快历程便可完成掉效质料的物相重构与机能恢复。
以掉效锰酸锂质料为例，该研究构建了持续相改变的路径，展示了将其单步超快进级为下一代高机能锂离子电池正极质料的有用性与通用性。进级产品包括高压快充型镍锰酸锂正极质料、高能量密度型无钴富锂锰下层状氧化物正极质料等，将总体经济效益较直接修复提高3至5倍。患上益在超快非均衡反映历程，有用调控了锂离子、过渡金属离子和空位缺陷的迁徙与重排举动，乐成于质料中引入元素梯度漫衍和适当的有利布局缺陷，再出产物的轮回不变性、快速充放机能逾越了同类贸易正极质料。
比拟在传统的收受接管要领，该计谋具备短流程、高效率、可拓展等一系列上风，为直接修复要领的成长提供了新的视角与思绪。此外，该研究具体先容了废旧锂离子电池正极质料直接修复与进级收受接管的操作流程和试验细节，可为进入该新兴研究范畴的跨学科研究职员提供靠得住引导，从而促成锂离子电池的绿色轮回与可连续成长。
相干论文信息：https://doi.org/10.1038/s41596-025-01234-9
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