A estratégia baseada no polifenol do chá reaviva os cátodos LiFePO₄ reformados
Uma alternativa de baixo custo, eficiente em termos energéticos e amiga do ambiente aos métodos tradicionais de reciclagem metalúrgica
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Investigadores do Instituto de Física do Estado Sólido dos Institutos de Ciências Físicas de Hefei, da Academia Chinesa de Ciências, juntamente com a Escola Internacional de Pós-Graduação de Shenzhen da Universidade de Tsinghua e a Universidade de Tecnologia de Suzhou, desenvolveram com sucesso uma estratégia de cura assistida por dadores de electrões naturais e de reconstrução de superfícies específicas que permite a regeneração direta de materiais catódicos de fosfato de ferro e lítio degradados (LiFePO₄) de baterias de energia reformadas. O seu trabalho, publicado na revista Advanced Materials, oferece uma alternativa de baixo custo, eficiente em termos energéticos e amiga do ambiente aos métodos tradicionais de reciclagem metalúrgica.
Diagrama esquemático do mecanismo de reparação e regeneração direta para os cátodos LiFePO₄ reformados.
LIU Yuanyuan
À medida que a utilização de baterias de iões de lítio em novos veículos de energia continua a aumentar, a retirada em grande escala destas baterias tem suscitado preocupações prementes sobre a poluição ambiental e o desperdício de recursos. Os métodos convencionais de reciclagem hidrometalúrgica e pirometalúrgica apenas conseguem extrair elementos metálicos valiosos, tornando-os economicamente inviáveis para os cátodos LiFePO₄. Em contraste, a tecnologia de regeneração direta pode restaurar materiais de cátodo degradados de forma mais eficiente e sustentável.
Neste estudo, a equipa utilizou polifenóis de chá extraídos naturalmente como dadores de electrões. Por meio do efeito sinérgico de doadores de elétrons hidroxila e sais de lítio suplementares, eles converteram com sucesso a fase FePO₄ degradada de volta para LiFePO₄ e reduziram os defeitos anti-site Li-Fe prejudiciais, restaurando totalmente a composição e estrutura do material e reconstruindo canais de difusão Li⁺ rápidos.
Para reparar camadas de carbono de superfície danificadas ou ausentes em partículas LiFePO₄ degradadas, os pesquisadores introduziram uma fonte de alumínio durante o processo de regeneração. Beneficiando-se da forte afinidade de ligação entre o fosfato de alumínio (AlPO₄) e LiFePO₄, um revestimento composto direcionado de AlPO₄ amorfo e Li₃PO₄ formado precisamente nas regiões danificadas. Esses condutores de íons rápidos, combinados com carbono residual, reconstruíram canais eficientes de transporte duplo de elétrons e íons na superfície, melhorando o desempenho da taxa do cátodo regenerado. Enquanto isso, a dopagem parcial de Al na fase em massa aumentou a estabilidade estrutural sem reduzir a densidade de energia, suprimindo efetivamente a migração de íons de ferro e estendendo a vida útil dos cátodos LiFePO₄ regenerados.
Este trabalho fornece informações valiosas sobre a reciclagem de baterias de íon-lítio de energia aposentada, de acordo com a equipe.
Observação: Este artigo foi traduzido usando um sistema de computador sem intervenção humana. A LUMITOS oferece essas traduções automáticas para apresentar uma gama mais ampla de notícias atuais. Como este artigo foi traduzido com tradução automática, é possível que contenha erros de vocabulário, sintaxe ou gramática. O artigo original em Inglês pode ser encontrado aqui.
Publicação original
Yuanyuan Liu, Jin Bai, Ruyu Shi, Peiyao Wang, Ke Xiao, Siya Wang, Shiyu Qiu, Xianlong Wang, Xuebin Zhu, Kaishuai Yang, Guangmin Zhou, Bangchuan Zhao, Yuping Sun; "Direct Recycling of Degraded LiFePO4 Cathode Material via Natural Electron Donors Healing and Targeted Surface Reconstruction"; Advanced Materials, 2025-9-13
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