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混合废旧磷酸铁锂/锰酸锂正极材料全元素闭环回收

收稿日期：2025-09-18 修回日期：2025-11-10 接受日期：2026-02-01

DOI:10.20078/j.eep.20251112

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    摘要：随着退役锂离子电池数量的快速增加，亟需一种可持续、经济高效且具备工业化潜力的正极材料回收工艺。现有湿法技术往往依赖大量酸和外加还原/氧化剂，不仅成本高昂，还会带来环境负担。针对废旧磷酸铁锂（S-LFP）与废旧锰酸锂（S-LMO）混合体系，提... 展开+
    摘要：

    随着退役锂离子电池数量的快速增加，亟需一种可持续、经济高效且具备工业化潜力的正极材料回收工艺。现有湿法技术往往依赖大量酸和外加还原/氧化剂，不仅成本高昂，还会带来环境负担。针对废旧磷酸铁锂（S-LFP）与废旧锰酸锂（S-LMO）混合体系，提出了一种基于内在协同氧化还原机理的零添加剂回收策略。在微酸性条件下（耗酸量仅为常规方法的1/2），磷酸铁锂（LFP）中的Fe2+被有效浸出，该溶液中Fe2+在酸性环境中作为电子供体，进一步驱动锰酸锂中Mn3+向Mn2+转化，从而实现锰和锂的高效浸出（在20 ℃、反应40 min条件下锰和锂的浸出率均接近100%）。同时，铁元素选择性转化为难溶的磷酸铁（FPO）沉淀，实现固液分离。该沉淀可直接作为前驱体合成再生磷酸铁锂（R-LFP），所得材料显示出135.0 mA·h/g的放电比容量和经过200圈循环后99.4%的容量保持率。系统阐明了废旧电极材料之间的自促进氧化还原反应机理，实现了铁、锰、锂和磷的全元素闭环回收，为绿色、高效的锂离子电池回收提供了新的理论依据与工艺路径。

    收起-

    作者：

    • 邹景田
    • 赵贺
    • 李鹏飞
    • 王小玮
    • 张佳峰

    作者简介

    第一作者：邹景田（1993—），男，浙江宁波人，博士研究生，主要研究方向为新能源材料与器件。E-mail：450497589@qq.com
    通讯作者：张佳峰（1984—），男，浙江嵊州人，教授，主要研究方向为新能源材料与器件。E-mail：yjyzjf@csu.edu.cn

    单位

    • 中南大学 冶金与环境学院，湖南 长沙 410000

    关键字

    • 锂离子电池回收
    • 协同氧化还原
    • 正极材料
    • 磷酸铁锂
    • 锰酸锂

    基金项目

    国家自然科学基金资助项目（51822812）

    引用格式

    邹景田, 赵贺, 李鹏飞, 等.  混合废旧磷酸铁锂/锰酸锂正极材料全元素闭环回收[J]. 能源环境保护, 2026, 40(1): 147−155.

    ZOU Jingtian, ZHAO He, LI Pengfei, et al.  Full-Element Closed-Loop Recycling of Mixed Spent Lithium Iron Phosphate/Lithium Manganese Oxide Cathodes[J]. Energy Environmental Protection, 2026, 40(1): 147−155.

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