西安交通大学郗凯、丁书江团队携手清华大学深圳国际研究生院周光敏等人,经过深入研究,提出了构建低频声子色散关系的新办法。该办法通过减少TM氧共价键的弯曲和拉伸振动频率,有效抑制了TM原子的迁移和缺点结构的形成,从而达成了再生正极的高寿命循环。这一革新成就不只解决了废旧锂离子电池收购过程中的技术瓶颈,还为锂离子电池的循环借助提供了新的思路。
废旧锂离子电池的收购问题一直备受关注,直接收购技术被视为解决环境污染和资源浪费的有效渠道。然而,在废旧锂离子电池的直接收购过程中,正极材料中过渡金属(TM)原子的迁移和缺点结构的形成,总是致使再生正极的循环寿命不佳。这一问题主要由充放电过程中TM─O共价键的振动特质所引发,尤其是高频拉伸振动会致使TM原子迁移至Li层,形成尖晶石/岩盐相,进而妨碍Li+的传输,影响正极的循环稳定性。

针对这一技术难点,西安交通大学郗凯、丁书江团队携手清华大学深圳国际研究生院周光敏等人,经过深入研究,提出了构建低频声子色散关系的新办法。该办法通过减少TM氧共价键的弯曲和拉伸振动频率,有效抑制了TM原子的迁移和缺点结构的形成,从而达成了再生正极的高寿命循环。这一革新成就不只解决了废旧锂离子电池收购过程中的技术瓶颈,还为锂离子电池的循环借助提供了新的思路。
日前,该团队的研究成就以《低频声子色散方案帮助废旧锂离子电池正极稳定性提高》(Low-Frequency Phonon Dispersion Strategy Enabling Enhanced Stability of Cathode from Spent Lithium-Ion Batteries)为题,在知名期刊《先进材料》(Advanced Materials)上发表。论文的一同第一作者为贾凯助理教授和硕士研究生贺毓嘉,一同通讯作者为郗凯教授和周光敏副教授。该研究得到了国家自然科学基金、陕西秦创原革新人才计划等多个项目的资助,表征剖析工作则得到了西安交通大学剖析测试共享中心的支持。





