林展教授课题组在自然通讯杂志上发表电池回收研究重要进展,EditSprings,艾德思



本网讯   近日,我校轻工化工学院林展教授课题组在电池回收研究领域取得重要进展.研究成果发表在Nature子刊Nature Communications(IF=,一区Top期刊)上,题为"Sustainability Inspired Cell Design for a Fully Recyclable Sodium Ion Battery'.林展教授关注新能源产业的可持续发展,强调二次电池的大规模生产/使用和废弃不能以牺牲环境为代价;人类已经经历"白色污染'危机,不能在二次电池利用上重蹈覆辙.钠离子电池作为锂离子电池的替代者,可应用于大规模固定储能,废旧钠离子电池的回收再利用问题值得科研工作者的认真思考.该研究文章从钠离子电池结构设计出发,考虑了电池回收的可行性,在钠离子电池上采用双极性结构,有效促进电池各组分的快速分离,实现电极材料几乎百分之百的回收.刘铁峰博士为文章第一作者,林展教授为文章第一通讯作者,我校为文章第一单位.

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锂离子电池在制造过程中,分别采用铝箔和铜箔作为正极和负极集流体,这样的设计是由电池材料的性质决定的,但是严重影响了废旧电池组分的分离和提纯效率.钠离子电池沿用锂离子电池的结构组分,在电池报废之后,同样面临着回收再处理的难题.钠离子电池作为锂离子电池的替代者,巨大的产量和规模必然会对环境造成污染与破坏.因此,在钠离子电池制造前,需要考虑电池的可回收性,降低废旧钠离子电池的回收难度;然而,重新认知和设计二次电池结构是当前电池回收技术研究领域的难点.

林展教授课题组采用双极性电池结构,简化了钠离子电池的组分构成,利用铝箔与钠不产生合金化电化学反应的特性,设计出双极性钠离子电池,实现电极材料的高效分离和回收处理.在无需添加新的电极材料组分的情况下,实现了电极材料几乎百分之百的回收,其中固体材料的回收率为.此外,回收的电极材料经过活化,电化学性能恢复良好,可实现电极材料的反复循环再利用(如图所示).因此,重新设计电池结构提高电极材料回收的举措对于将来二次电池的发展与应用,具有极为重要的指导作用.

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林展 ,广东工业大学轻工与化工学院特聘教授,博士生导师,主要从事新能源材料与器件的设计合成及相关基础研究.迄今为止,在Chem. Rev. (IF=) Energy Environ. Sci. (IF=), Nat. Commun. (IF=), J. Am.Chem. Soc. (IF=), Angew. Chem. Int. Ed. (IF=), Adv. Energy Mater. (IF=) 等期刊上发表学术文章70余篇,其中以第一作者及通讯作者身份在影响因子IF>10的杂志上发表文章20篇,申请美国专利和中国专利各3项,发表2章节著作,研究成果被世界上30多个国家和地区的同行引用>5000次,h-index=33.

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