「国家杰青」黄云辉领衔！华中科技大学伽龙/袁利霞Nature子刊 | 氧化重构实现废旧NCM523正极高振实密度单晶再生！

背景：随着电动汽车和规模化储能的普及，废旧锂离子电池数量激增，高效回收成为研究重点。传统火法、湿法冶金回收能耗高、污染大且破坏材料结构，而直接再生方法旨在修复材料缺陷、恢复性能，是更环保高效的回收策略。然而，废旧LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2（NCM523）正极存在严重的阳离子混排和表面岩盐相，阻碍锂离子再嵌入，且商用电池中单晶与多晶颗粒共存，增加了均匀再锂化和形貌再生的难度。研究目的：本文旨在通过一种氧化策略，同时解决废旧NCM523正极的结构退化和颗粒异质性问题，实现其直接再生为高振实密度的单晶材料。结论：研究提出使用过硫酸钠氧化，将表面NiO转化为层状NiOOH，同时氧化体相中占位的Ni2+为Ni3+，降低Li+/Ni2+混排，重建锂离子扩散通道。氧化引发晶格膨胀，使二次颗粒分解为均匀一次颗粒，经煅烧后形成大尺寸单晶。再生后的NCM523振实密度达2.57 g/cm³，在1C倍率下可逆容量为144.2 mAh/g，600次循环后容量保持率80.2%，且该策略也适用于NCM622和NCM811体系。该方法工艺温和、成本低，为废旧三元正极的高值化回收提供了新思路。