近日，我院吴兴隆教授团队在废旧锂离子电池材料的资源化升级再利用方向上取得重要突破。团队提出了一种“缺陷传承”的创新性策略，将废旧磷酸铁锂材料中的铁空位缺陷这一传统观点中易导致性能衰退的“病因”，成功转化为构建高性能钠离子电池正极材料的“结构优势”。基于此策略制备的新型磷酸盐正极材料展现出卓越的快充与循环寿命，为废旧锂电材料的高价值资源化再利用和下一代电池材料设计提供了新的研究范式。相关成果以“Dual-loop upcycling of spent LiFePO4: defect inheritance enables durable and fast-charging sodium-ion batteries”为题，发表在国产顶级学术期刊National Science Review上。我院博士研究生王晓彤为论文的第一作者，吴兴隆教授为通讯作者。
图1 “双循环”回收模型助力废旧锂电材料资源化再利用
在该研究工作中，如图1所示，针对废旧磷酸铁锂材料发展的新型增值再利用策略，表现出以下创新性和先进性：（1）缺陷功能化：将废旧磷酸铁锂中固有的铁空位缺陷作为有益结构特征继承至钠电正极，有效缓冲循环过程中的体积变化，提升了钠电正极材料的结构稳定性与循环寿命；（2）超快充性能：缺陷工程优化了钠离子传输通道，显著降低迁移能垒，实现了6分钟充电80%的卓越快充能力；（3）“双循环”回收模式：构建了“锂电回收-钠电材料制备”的双循环体系，相较传统线性再利用策略，可提升经济效益约65%，降低环境足迹近30%。
该工作发展了一种“变废为宝、化害为益”的材料设计新范式。它通过“缺陷传承”策略，将锂电的衰退机制成功转化为钠电的性能优势，为解决废旧电池高值化利用的行业难题提供了颠覆性方案。展望未来，这种基于缺陷调控的设计理念有望拓展至更多材料体系，为新能源汽车、智能电网等关键领域提供更可靠、更经济的储能解决方案，助力国家“碳中和”目标的达成。
相关论文链接：https://academic.oup.com/nsr/article/12/9/nwaf321/8228483?login=true
撰稿人：郭晋芝
初审：庞博
复审：张岩
终审：王中强
