废电池的污染正在造成环境危机，这推动了创新回收和升级途径的不断发展。传统的回收技术存在污染大、效率低以及产品利用率低等技术问题。
近日，北京理工大学李丽教授，陈人杰教授开发了一种老化电池的可持续回收过程，以获得高性能的负极材料。
为了优化LiMn2O4和Mn2O4的价值，研究人员发现ZnSO4可以在高温下将陈化的LiMn2O4粉末转化为纳米ZnMn2O4。根据详细的热力学和晶格分析，这种精确选择的转化路线也可以应用于其他锂离子电池负极材料的回收和制备，如Mn2O3、NiMn2O4和CuCo2O4。
实验结果显示，纳米ZnMn2O4作为锂离子电池负极材料，经60次循环后循环寿命高达961 mA h g−1。以5 A g−1循环后，放电容量可达838 mA h g−1。进一步，通过对不同工艺下回收的纳米ZnMn2O4电极的储锂动力学和稳定性的深入研究，为相关材料开发技术的发展提供了理论指导。因此，这项工作不仅为老化电池材料的回收提供了一条一步到位的途径，而且为负极材料的制备和应用提供了新的思路。
经济和环境评估结果显示，与从原始矿石获得的材料相比，这种废物转化为材料的回收过程具有显著的环境效益，并降低了能源消耗。此外，与传统的湿法冶金和火法冶金技术相比，它显著减少了能源消耗和CO2排放，从而带来了额外的经济效益和环境效益。同时，与Mn相比，每一项与Co相关的操作都需要更多的能源，产生更多的废气排放，消耗更多的资源。此外，目前的电池材料设计正不断向更环保的方向转变。
参考文献
Jiao Lin, et al, Sustainable Recycling of Cathode Scrap towards High-Performance Anode Materials for Li-Ion Batteries, Adv. Energy Mater. 2021
DOI: 10.1002/aenm.202103288
https://doi.org/10.1002/aenm.202103288
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