退役锂离子电池直接回收再利用研究获进展中国科学报

近日，广东工业大学轻工化工学院教授林展团队设计了一种兼容于正/负极的水溶性超分子粘结剂，利用粘结剂中的氢键和离子键键合作用，通过其在热水中的可逆解离，实现了活性材料组分的快速剥离、高效分离及直接再生利用。相关成果发表于《自然-可持续发展》（Nature Sustainability）。

电池直接回收示意图。研究团队供图

论文第一作者、广东工业大学副教授吴曙星介绍，随着电动汽车产业的快速发展，全球锂离子电池装机规模持续扩大，并逐步进入集中退役阶段，电池资源高效回收与循环利用已成为能源与环境领域的重要课题。直接回收可保留并修复电极活性材料结构，被认为是退役电池回收的理想路径。然而，在实际电池体系中，粘结剂对电极组分的强粘附作用使活性材料难以有效分离，成为制约直接回收的关键因素。

该研究开发了一种通过超分子氢键和离子相互作用实现的双交联水性粘结剂，粘结剂对正负极材料具有良好兼容性。同时，巧妙解决了锂离子电池直接回收中“电极难分离”的核心痛点，其氢键和离子相互作用可随温度升高发生解离，使其在热水中快速溶解，从而实现退役锂电池的便捷直接回收，让“给废旧锂电洗个热水澡”从形象比喻变为切实可行的绿色回收方案。

论文通讯作者林展指出，该设计着眼于退役电池材料组分的分离难题，颠覆了传统的电池结构体系，通过创新设计功能化粘结剂，实现了电池材料组分的“稳定服役-高效分离-直接回收利用”，简化了回收过程并节约了大量能耗。 该研究工作突破了传统“先使用、后回收”的被动模式，使电池在诞生之初便具备高效再生循环利用属性，为破解锂离子电池闭环回收难题提供了关键的解决方案。