锂电池进级收受接收清华团队提出新策略！

传统LFP电池的能量密度约为180Wh/kg，远低于NMC/NCA三元电池（＞250Wh/kg）。
只管通过简化电池模块和提高体积利用效率等技能，如刀片电池、麒麟电池，已在电池组层面大大缩小了这一能量密度差距，但这些技能已靠近极限。
要进一步改进性能，必须提升LFP正极本身的能量密度，个中提高中值电压是最有效的方法。
以过渡金属（TM= Mn、Co、Ni）替代Fe位点形成LiFexTM1-xPO4（如LiFexMn1-xPO4，LFMP）固溶体，被认为是提高事情电位的有效策略。
同时废旧LIB中富含这些过渡金属，因此直接将失落效LFP和富锰正极材料升级为LFMP正极是一种可行且经济的策略，不仅可办理稠浊正极材料回收的难题，而且能实现失落效LFP材料的升级再利用。

清华大学深圳国际研究生院周光敏副教授，中国科学院深圳前辈院与金属研究所、深圳理工大学（筹）成会明院士，上海交通大学梁正副教授团队提出了一种针对稠浊失落效正极材料（LFP+LMO）的升级回收策略，以绿色环保的低共熔溶剂为介质，通过构造调控和过渡金属更换，将其转变为更高能量密度的聚阴离子型正极材料。
再生磷酸锰铁锂正极材料的中值电压和能量密度分别提升至3.68V（相对付Li/Li+）和559 Wh/kg，均高于商业LFP（3.38 V和524Wh/kg）。
该策略可以实现稠浊正极中的全元素回收和溶剂的循环利用，同时可扩展合成其他高电压磷酸盐材料。
经济性剖析表明，升级回收策略具有更高的经济和环境效益，为回收低代价的稠浊正极材料升级为下一代正极材料供应了一种新思路。

图1.失落效磷酸铁锂和锰酸锂的升级回收过程

图2.再生的磷酸锰铁锂正极材料的构造表征

图3.再生的磷酸锰铁锂正极材料的电化学性能

图4.不同回收策略的经济性剖析

5月14日，干系研究成果以“稠浊失落效正极材料向高电压聚阴离子正极材料的可持续升级回收”（Sustainable upcycling of mixed spentcathodes to a high-voltage polyanioniccathode material）为题，揭橥在《自然通讯》（Nature Communications）上。

成会明、周光敏、上海交通大学助理研究员王俊雄博士为论文通讯作者，清华大学深圳国际研究生院与上海交通大学联合培养博士生季冠军、清华大学深圳国际研究生院2021级硕士生唐迪为论文共同第一作者。
论文作者还包括梁正，清华大学深圳国际研究生院2023级博士生季昊铖，2021级硕士生马骏、庄兆丰，科研助理刘松。
研究得到国家自然科学基金委、科技部、广东省科技厅、深圳市科创委等的支持。

论文链接：

https://doi.org/10.1038/s41467-024-48181-9

供稿：深圳国际研究生院