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科研成果

易超/李汗/张永兴团队在《Applied Surface Science》发表废旧锂离子电池石墨负极高值再生与循环再利用研究新进展

来源: 发布时间:2026-09-15 13:45:50 浏览次数: 【字体:

石墨是商用锂离子电池(LIBs)的主导负极材料,凭借高导电性与稳定储锂能力,在新能源汽车与规模储能领域不可替代。然而,退役电池中的废旧石墨(SG)长期被火法当作燃料烧掉或湿法强酸破坏晶体结构,面临纯度低、结构缺陷多、循环衰减快、回收利润薄等痛点,难以直接回用于新电池负极,严重制约锂电产业闭环与“双碳”目标落地。开发兼顾深度除杂与晶格修复的低污染再生工艺,是推动石墨负极高值循环亟待解决的关键问题。

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针对这一研究难点,研究团队在国际知名期刊《Applied Surface Science》(中科院二区,影响因子:6.6)发表题为《High-value regeneration and cyclic reutilization of spent graphite anode derived from lithium-ion batteries》的研究论文(DOI: 10.1016/j.apsusc.2026.168319)。

本研究提出“加热辅助酸浸—氮气氛退火”干湿协同再生策略,对废旧锂电石墨负极进行回收利用。盐酸刻蚀结合水浴加热快速溶解Fe、Cu、Al、P等金属氧化物杂质,随后氮气氛围高温退火抑制再氧化并驱动无序碳重排与晶格愈合。再生石墨(RG)纯度达99.9%,Raman测出ID/IG 降至0.125(低于商品石墨CG的0.18)。电化学测试显示,RG在0.1 C放电比容量 431.8 mAh g-1,0.5 C循环800次仍保持382.6 mAh g-1,综合性能优于CG。尤为重要的是,常温存放1年后的再生石墨(RG-1)容量保持率为82%,800次循环后与CG相当,验证了再生品的存储稳定性与工业可用性。该工作为废旧石墨“杂质去除—有序修复—回收利用”提供了可放大、低排放的闭环路径,显著推进锂电负极循环经济。

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论文第一作者为淮北师范大学能源科学与工程学院安徽高等研究院淮北分院2024级新一代电子信息技术专业硕士研究生易超,通讯作者为淮北师范大学能源科学与工程学院李汗博士与张永兴教授。本研究得到了安徽省教育厅自然科学青年项目、安徽高等研究院淮北分院校企联合项目、校企联合研发项目、安徽省教育厅优秀科学科研创新团队、安徽省高校协同创新计划、安徽省纳米材料重点实验室等多项项目支持。

论文链接:https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2026.168319

作者简介:李汗:https://nyxy.chnu.edu.cn/szdw/szjk/js1/content_132938

张永兴:https://nyxy.chnu.edu.cn/szdw/jcrc/content_133092

(文、图:李汗/审核:张永兴/审校:曹静/终审:谢红霞)


终审:能源科学与工程学院
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