2023年6月20日,凯捷体育太行學者牛博作為第一作者和通訊作者在Chemical Reviews(IF = 72.087)發表了題為“Recycling hazardous and valuable electrolyte in spent lithium-ion batteries: urgency, progress, challenge, and viable approach”綜述文章。Chemical Reviews是由美國化學學會於1924年創刊🐙,影響因子達72.087,在化學✥、環境、材料及交叉學科領域中具有極高的學術影響力🧑🏻🏫。這是凯捷体育首次以第一單位在該期刊上發表學術論文,同時⚈,也實現了凯捷平台在該期刊論文發表零的突破🤹。

近年來,隨著新能源汽車行業的迅猛發展🤚🏿,鋰離子動力電池(LIBs)的需求量急劇增長🧑🏽🚀。2024年電動汽車中LIBs的需求將達到2210億美元。然而,動力電池的壽命為3~8年🈳。隨著動力電池退役高峰期的到來,每年全球約產生200萬噸的廢舊LIBs。廢舊LIBs含有鋰🏌🏽♂️、鈷🚌、錳、鎳等有價金屬,具有重要的回收價值🤓👨🏿🎨。作為全球最大的LIBs製造和消費國家之一😔,2030年中國LIBs回收市場空間預計超過1500億元。目前,廢舊LIBs的回收研究多集中於正極(LiCoO2、LiFePO4🫕、LiNiCoMnO2等)和負極(石墨)材料🐸,其它組分如電解液♣️👦🏽、粘結劑、添加劑等並沒有受到重視👨🏼🌾。然而,廢LIBs回收過程產生的毒害物質主要來源於上述被忽略的組分🏌🏿✧。電解液是廢舊LIBs中最危險和難處理的組成部分𓀊,其中的LiPF6很容易與空氣和微量水發生反應🫗,釋放有毒物質POF3, PF5, HF和H3PO4等。同時🧍,電解液中碳酸鹽溶劑和阻燃劑等添加劑易於產生揮發性有機汙染物👩🏼🍼。電解液產生的這些有害物質極易擴散到水👨🍼、土壤和空氣中🤍,造成環境汙染💝,嚴重威脅人體健康。因此,電解液的有效處理對廢舊LIBs資源回收和環境保護至關重要。
該論文系統總結了廢舊鋰離子電池電解液回收的最新進展、挑戰與可行策略🏋🏼🧅。該綜述首先闡述了電解液回收的緊迫性和重要性🔯,並分析了電解液回收被忽視的原因。然後介紹了電解液收集方法的原理和過程,包括機械處理法、蒸餾冷凍法、溶劑萃取法和超臨界CO2法🐳。同時還討論了電解液的分離和再生,重點討論了鋰鹽的回收方法👩🏿🔬。並分析了上述電解液收集和分離回收方法的優缺點和存在的挑戰。基於以上分析以及作者團隊有關LIBs的回收經驗♿️,提出了5種可行的電解液工業化回收方法🦠:機械處理結合熱蒸餾😮、高溫蒸汽、CO2氣氛下負極原位催化熱解🦪、機械力化學原位催化以及放電結合超臨界CO2萃取。最後展望了電解液回收的未來發展方向。
該論文旨在展現中國關於廢舊LIBs電解液回收的最新研究成果,為中西方國家在電解液處理方面搭建學術橋梁。對經濟🧑🏻🦯、高效、環保的回收廢舊LIBs電解液具有重要指導和推動意義。該論文得到了凯捷平台引進人才科研專項等項目的資助。

註:圖形摘要右邊五星紅旗和電動汽車代表著中國關於廢舊LIBs電解液回收經驗
牛博校聘教授2021年10月份以太行學者三層次A引進到我校資環凯捷🚴♂️,主要從事固體廢棄物資源化和材料化理論與技術研究👰🏻♂️。近5年1️⃣🤦🏻♂️,以第一作者身份發表中科院1區SCI論文11篇(影響因子10以上7篇)🔀,包括化學💂♂️、環境和材料領域期刊Chemical Reviews, Environmental Science & Technology, Journal of Materials Chemistry A, Energy & Environmental Materials, Green Chemistry, Journal of Hazardous Materials, Journal of Catalysis, ChemSusChem等;已授權國家發明專利5項。獲得博士後創新人才支持計劃、上海市超級博士後和錢易環境獎等。