針對嚴重損壞的廢棄磷酸鐵鋰(LFP)電池(剩余容量低于20%)無法通過傳統濕法、火法有效修復的難題,南京大學唐少春教授團隊提出了一種物理限域輔助直接修復的創新策略。通過在固相熱處理過程中構建特殊的物理約束環境,這一限域效應不僅顯著增強了鋰離子與LFP正極材料間的界面作用,而且有效降低了缺陷修復過程的鋰化勢壘,促進了Li+插入空位。同時,內部殘留的導電碳形成還原環境,促進了Fe(III)相轉化為鐵(II)相,減少了鋰-鐵反位(FeLi)缺陷。結果顯示,物理限域使嚴重損壞、存在大量缺陷的LFP顆粒等雜相發生了原位融合晶體重構,修復成結構完整的橄欖石型單相晶體!該技術實現了將嚴重損壞的LFP直接修復再生為高性能的正極材料,不僅綠色環保、高效節能,而且易于規模批量化生產。成果以“Direct Regeneration of Severely Damaged Spent LiFePO4 Cathodes”為題發表在國際知名期刊Journal of Materials Science & Technology (2025), doi: https://doi.org/10.1016/j.jmst.2025.03.063。南京大學現代工程與應用科學學院在讀碩士研究生程成和在讀博士研究生曹軒為該論文的第一作者,南京大學唐少春教授為唯一通訊作者。
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