废旧钴酸锂“复活”，我国数码产品电池回收技术迎来新突破
IT之家 6 月 6 日消息，中国科学院合肥物质院固体所环境与能源纳米材料中心在废旧钴酸锂升级为高压钴酸锂正极材料的研究中取得了新进展，成功地将废旧钴酸锂升级为 4.6 V 高压钴酸锂，相关研究成果于 5 月 29 日发表在国际期刊 Advanced Materials 上。
钴酸锂电池在 3C（计算机、通信和消费电子）市场中占据一定地位。然而，由于市场份额的不断攀升、产品迭代速度的加快以及锂离子电池寿命的有限性，导致废旧钴酸锂电池数量逐年攀升。
研究人员提出了一种湿化学浸渍 / 固相烧结以及磷化策略，成功修复了废旧钴酸锂中受损的层状结构，使得升级后的钴酸锂在 4.6 V 电压下具有优异的电化学性能，包括高比容量、良好的循环稳定性（初始放电容量为 218.8 mAh g−1，在 0.5 C 下循环 200 圈后的容量保持率为 80.9%）等，性能优于商业钴酸锂正极材料。
此外，研究人员详细分析了高压钴酸锂充放电过程中的反应机制。该研究为退役钴酸锂直接升级再造为下一代高性能正极材料提供了重要指导。
IT之家附论文链接：
钴酸锂电池的优缺点和未来
钴酸锂电池在近年来有了非常显著的发展 。
这种电池以其高工作电压、大振实密度和良好的电化学性能而著称 ，主要用于3C领域，如手机、平板电脑和笔记本电脑。然而钴酸锂电池的优缺点也比较明显。
钴酸锂电池（LiCoO2）的优点：
高能量密度 ——钴酸锂电池具有很高的能量密度，这意味着在相同的质量或体积下，它们可以存储更多的电能 。这使得钴酸锂电池非常适合用于便携式电子设备，如智能手机、平板电脑和笔记本电脑。
良好的循环性能 ——钴酸锂电池在充放电循环中表现出良好的性能，能够保持较长的使用寿命。
较高的工作电压 ——钴酸锂电池的工作电压相对较高，通常在3.6至4.4伏之间 ，这有助于提供设备所需的电压。
放电效率高 ——钴酸锂电池的放电效率通常很高，可以达到90%以上， 这意味着在放电过程中能量损失较少。
低自放电率 ——钴酸锂电池的自放电率相对较低，即使在存储条件下，能较好地保持电量。
适用温度范围广 ——钴酸锂电池可以在较宽的温度范围内工作 ，虽然极端温度可能会影响其性能和寿命，但在正常使用条件下，它们能够适应多种环境。
成熟的制造工艺 ——钴酸锂电池的制造工艺相对成熟，生产成本逐渐降低 ，且市场供应稳定。
由于这些优点，钴酸锂电池在便携式电子设备市场中占据了重要地位。
钴酸锂电池虽然具有高能量密度和良好的电化学性能，但也存在一些缺点:
成本较高 ——钴是一种相对昂贵的金属，因此钴酸锂电池的成本较高 。这增加了产品成本，尤其是对于需要大量电池的设备，如电动汽车。
安全性问题 ——钴酸锂电池在过充、过放、高温或机械损伤等极端条件下存在安全隐患 ，可能导致热失控和电池损坏，甚至可能引起火灾或爆炸。
容量衰减 ——随着使用时间的增加，钴酸锂电池的容量会逐渐衰减， 尤其是在高温环境下或不当的使用条件下，这限制了电池的使用寿命。
资源依赖性 ——钴是一种有限的自然资源 ，大部分钴矿资源集中在少数几个国家，这使得供应链面临地缘政治风险。
能量密度接近极限 ——钴酸锂电池的能量密度已接近理论极限，进一步提高的空间有限 。
温度敏感性 ——钴酸锂电池的性能对温度变化较为敏感，极端温度（过高或过低）都可能影响电池的性能和寿命。
由于这些缺点，研究人员和制造商正在寻找替代材料和技术 ，如三元锂电池、磷酸铁锂电池、固态电池等，以克服钴酸锂电池的局限性。
钴酸锂电池的未来发展将受到多种因素的影响 ，包括技术创新、成本下降、市场需求的增长以及环境和社会责任的考虑。
下面是一些可能影响钴酸锂电池未来发展的关键因素：
技术创新 ——为了克服钴酸锂电池的局限性，如成本、安全性和资源依赖性，研究人员正在开发新的电池材料和设计。
成本下降 ——随着制造技术的进步和规模化生产，钴酸锂电池的成本有望进一步下降 。此外，回收和再利用废旧电池中的钴等有价金属也将有助于降低成本。
市场需求的增长 ——随着便携式电子设备和电动汽车市场的不断扩大，对高能量密度电池的需求将持续增长 。钴酸锂电池在这一市场领域仍具有竞争优势。
环境和社会责任 ——钴的开采和加工对环境的影响以及劳工权益问题日益受到关注 。这可能导致对钴酸锂电池的需求受到一定程度的影响，促使行业寻找更可持续的替代材料。
竞争性电池技术 ——其他电池技术，如三元锂电池、磷酸铁锂电池和固态电池 ，正在快速发展，并在某些应用领域与钴酸锂电池竞争。这些技术的发展可能会影响钴酸锂电池的市场份额。
政策和支持 ——政府政策和资金支持对于电池技术的发展至关重要 。鼓励研发和创新的政策将有助于推动钴酸锂电池技术的进步。
近期，中国科学院物理研究所的研究团队取得了一些重要进展 。他们开发了一种利用固态电解质材料包覆钴酸锂的技术，通过这种技术改性的钴酸锂材料显示出目前实验室所报道的最佳室温和高温电化学性能。
以目前来看，钴酸锂电池的未来将取决于其能否在成本、性能和可持续性方面取得突破 。虽然面临挑战，但钴酸锂电池仍可能在某些应用领域保持其重要性 ，同时行业也将不断探索和开发新的电池技术。
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