明升官网明升体育app院北京纳米能源与系统研究所王中林院士、唐伟研究员团队将材料接触起电这一物理现象与催明升手机科交叉融合，提出接触电致催化新机制并发展了一种绿色、经济、高效率的锂电池回收技术。在锂电池及各种贵金属回收领域展现出良好的前景。近日，相关论文在《自然-能源》发表。
接触电致催化回收锂电池正极材料流程。受访者供图
锂离子电池(LIBs)作为目前主要的储能技术，广泛应用于各类电子设备和可再生能源存储领域，是人们生活和能源工业必需品。随着“双碳”目标的提出，人们对锂离子电池的需求持续增长，而锂和钴的需求也相应剧增。
一方面，锂电池中锂、钴含量远高于矿石，回收废电池比新建锂矿、钴矿具有更高的经济价值。另一方面，预计到2030年，全球废弃锂离子电池将达到200万吨/年，如果不能妥善处理，将带来严重环境问题，对公众健康构成极大威胁。因此，回收废旧锂电中的金属元素具有重大的环境、社会和经济意义。
目前，锂电池回收方法主要有火法回收、湿法回收和直接回收法。火法回收的反应温度高于一千摄氏度，会产生毒性气体，需要额外的处理，而且得到的合金和炉渣仍需通过“湿回收”工艺分离回收，虽然简单但成本过高；直接回收法虽然可以生成用于电池的电极粉末，但前期需要对电池进行归类，对电池的状态、电极材料的组成等进行精确的分析，从而定制化添加锂源，因此不具备普适性，难以大规模使用；湿法冶金作为商业浸出工艺，具有回收效率高，金属纯度高的优势，但需要加入还原剂，而还原剂作为消耗品会显著增加成本。因此，有必要开发一种高效、经济、绿色的湿法回收方法，以满足锂离子电池指数级增长的需求。
“为实现锂电池绿色、经济回收，我们提出接触电致催化回收锂电池的新机制。”唐伟告诉《明升官网明升体育app报》，“该方法以二氧化硅（日常生活中常见的沙子主要成分）作催化剂，以机械能为驱动，利用其与水接触起电产生的电子转移诱导产生超氧自由基、过氧化氢等活性物质来还原电极粉末中高价态的金属，从而实现锂、镍、锰、钴等金属的有效浸出。”
实验表明，在90 ℃，超声6小时条件下，钴酸锂电池中锂的浸出率达到100%，钴的浸出率达92.19%。对于三元锂电池，在70 ℃，6小时条件下，锂、镍、锰、钴的浸出效率分别为94.56%、96.62%、96.54%和98.39%。
“二氧化硅无需任何明升手机修饰，作为介电粉末催化剂成本低廉，符合大规模商业应用需求。而且只需通过简单离心分离就回收，从而循环利用降低成本。这项工艺有助于进一步开发绿色，高效，经济的锂电池回收及电子垃圾中贵金属回收的工艺。”唐伟说。（来源：明升官网明升体育app报 张双虎）
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