Nature Energy重磅综述：固态电池回收！

第一作者：Marco Ahuis

通讯作者：Arno Kwade

通讯单位：德国布伦瑞克工业大学

论文速览

本论文回顾了固态电池（SSBs）的间接回收策略，如重组合成，以及直接回收方法，如再利用。重点关注了包括氧化物、硫化物/磷酸盐/卤化物和聚合物在内的有前景的固态电解质（SEs）。研究发现，与锂离子电池（LIBs）相比，SSBs的回收性目前了解有限。

未来回收解决方案需要满足对强大、能效高、环境影响小的需求，同时提供高回收率和良好的二次材料质量。还指出，对于不同类型的SEs，需要适应不同的回收路线，包括预处理以及机械和冶金过程。此外，还强调了循环经济和回收对于减少电池生态足迹和克服制造电池所需原材料短缺的重要性。

图文导读

图1：展示了传统LIBs的回收可能过程路线，包括热处理、机械处理、冶金处理和直接回收等不同方法。

图2：图解了不同SSB概念的结构，包括基于石墨/硅的复合阳极、锂金属阳极、锂基阳极、无阳极锂电池和结构电池复合材料等设计。

图3：比较了传统LIB和不同SSBs在电池单元级别的元素组成（以重量百分比表示），特别强调了锂含量的增加，如果使用基于锂的阳极和含锂的SEs。

图4：描述了不同SSB技术的潜在回收过程路线，包括聚合物、氧化物、硫化物/卤化物和聚合物-氧化物混合SSBs的回收方法。

图5：提出了一种多产品多路径SSBs回收厂的可能设计，展示了预处理、湿法或干法处理、金属回收和材料分离等步骤。

总结展望

本展望了SSBs大规模市场引入所需的成本效益高且环境友好的回收解决方案。当前的知识表明，由于SSBs类型和设计的多样性，对其工业可回收性的理解不足，这使得开发灵活的回收路线以处理不同类型的SSBs变得具有挑战性。

然而，可能在一个单一的回收工厂中处理硫化物、磷酸盐、卤化物和氧化物，前提是处理安全，特别是对硫化物和磷酸盐给予特别关注。研究建议采用湿法处理SEs似乎是最有吸引力的，尤其是考虑到随后的湿法冶金处理。

此外，论文还强调了为实现全面的可持续性，必须考虑SSBs的生产、使用、回收和再生产的整个环境影响。

文献信息

标题：Recycling of solid-state batteries

期刊：Nature Energy

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