磷酸鐵鋰電池（LiFePO₄，LFP）因其良好的循環穩定性和安全性，被廣泛應用于電動汽車和能源存儲領域。然而，鋰離子電池的使用壽命有限，導致大量磷酸鐵鋰電池報廢，亟需通過環保、有效的方法進行回收。

在此，清華大學深圳國際研究生院周光敏，上海交通大學王俊雄等人提出了一種直接再生策略，利用天然低成本的L-蘇氨酸作為多功能還原劑。L-蘇氨酸中的羥基和氨基分別充當電子供體和氮源。L-蘇氨酸所創造的還原環境不僅有助于將降解的 LiFePO₄相轉換回單一的LFP相，還有利于消除Li-Fe反位缺陷，從而重建快速的Li⁺擴散通道。

同時，由氨基衍生的 N 原子能夠摻雜到碳層中，產生更多的活性位點，增強 LFP 顆粒的導電性能。再生的 LFP 顯示出良好的電化學性能，在 1 C 下的放電容量為 147.9 mAh g^-1，在 5 C 下循環 500 次后的容量保持率為 86%。

圖1. 制備流程

總之，該工作利用一種綠色氨基酸作為多功能還原劑，實現了S-LFP 正極的直接再生。通過各種表征和電化學測量全面分析了 LFP 正極的結構和性能，結果表明消除Li-Fe反位點缺陷可提高Li⁺遷移率。

同時，N摻雜的導電碳層具有更多的活性位點，從而提高了R-LFP 的循環穩定性、倍率性能和電導率。與之前的單功能還原劑相比，L-蘇氨酸在直接再生過程中表現出多重效果。因此，該策略為大規模直接再生S-LFP正極在實際生產中的應用提供了新的路徑。

圖2. 結構表征

A Multifunctional Amino Acid Enables the Direct Recycling of Spent LiFePO4 Cathode Material, Advanced Materials 2023 DOI: 10.1002/adma.202309722