廢舊鋰離子電池的回收對于可再生能源技術的可持續發展至關重要，因為它促進了資源再利用和環境保護。由于戰略元素的高度集中，回收正極材料尤為重要。然而，傳統的正極材料回收方法由于能耗高和操作時間長，往往效率低下。

圖1 方法示意及材料表征

南方科技大學萬佳雨等提出了一種高效的、一步到位的、無損的方法，可以在幾秒鐘內再生廢舊鈷酸鋰（S-LCO）正極。與傳統的冶金工藝和基于爐子加熱的直接修復工藝相比，這種超快修復方法（URM）利用焦耳加熱，具有高加熱速率、可調溫度和高冷卻速率的特點，可以大大減少不可避免的熱耗散。

此外，值得注意的是，URM的反應溫度相對高于其他傳統的回收方法，這使得S-LCO可以在8秒內快速修復。這種快速的過程不僅最大限度地減少了鋰源在高溫下的損失，同時也避免了鋰源和容器之間的融化和可能的腐蝕反應。

圖2 不同處理溫度的影響

表征結果表明，盡管采用了快速工藝，退化的正極的體相晶體結構可以完全恢復，在長期循環過程中形成的尖晶石Co₃O₄被轉化為理想的LCO的層狀結構。此外，再生的LCO的電化學性能與新鮮的商業正極材料相當。這些結果表明，URM具有很高的時間和能源效率，并能在修復其晶體結構的同時使廢舊的陰極材料重新鋰化。所提出的方法證明了在電池正極的再生中是一種非常有效和潛在的通用方法。

圖3 用URM法對正極材料進行輥對輥修復的示意圖

Rapid, Direct Regeneration of Spent LiCoO2 Cathodes for Li-Ion Batteries. ACS Energy Letters 2023. DOI: 10.1021/acsenergylett.3c00635