中国科学院固体物理研究所的研究团队，联合清华大学深圳国际研究生院和苏州大学科技学院，开创性地提出了一种利用天然电子供体——茶多酚，实现废旧锂铁磷酸盐（LiFePO4）正极材料直接再生的创新方法。这项技术以其低成本、高能效和环境友好的特性，为动力电池的绿色可持续生命周期管理提供了新的解决方案。
该突破性研究发表在《先进材料》杂志上，其核心在于修复正极材料的微观结构，从而恢复其电化学性能，而无需将其分解至元素层面。研究人员巧妙地利用茶多酚中富含的羟基电子供体，并结合补充的锂盐，成功地将退化的FePO4相转化回功能性的LiFePO4，同时修复了阻碍锂离子迁移的缺陷。这一过程不仅恢复了LiFePO4的化学计量比和晶体结构，还重建了快速锂离子扩散的通道，这对于实现高倍率电池性能至关重要。
此外，该技术还解决了导电碳层受损或缺失的问题。研究人员在再生过程中引入了铝源，通过化学反应形成非晶态的磷酸铝（AlPO4）和磷酸锂（Li3PO4）复合表面涂层。这一涂层不仅恢复了表面的完整性，还重新建立了双离子电子传输通道，显著提升了正极材料的倍率性能和电化学稳定性。铝元素掺杂到主体正极基体中，还进一步增强了材料的结构稳定性，有效抑制了导致容量衰减的铁离子迁移。
这项基于天然电子供体的直接再生技术，符合全球对电池全生命周期绿色可持续管理的理念。它规避了传统冶金方法的高能耗和危险化学品废弃物问题，提供了一种可规模化的解决方案，有望大幅降低回收成本并减轻环境压力。该研究体现了化学、材料科学和环境工程等多学科交叉融合的巨大潜力，展示了如何利用生物衍生化合物进行先进材料的再生。尽管该技术尚处于研究阶段，但其低成本和易得性的天然电子供体，预示着其在工业化应用和经济可行性方面具有广阔前景。未来的研究方向将聚焦于优化工艺参数以实现工业化生产，并探索将此再生策略推广至其他类型退化正极材料的可能性。
总而言之，这项研究标志着锂离子电池回收模式从资源开采型向修复再生型转变的范式革新。通过天然电子供体和精准的表面重构技术，实现了LiFePO4正极材料的可持续再生，为下一代电池回收技术树立了典范，在支持全球电气化进程的同时，践行了环境 stewardship 的理念。