深圳技术大学新才班本科生研发新型材料助力锂电池绿色回收且发表高水平中科院一区论文
发布时间:2025-02-26
作者:王星月
近日,深圳技术大学未来技术学院新才班本科生团队在电池材料领域取得突破性成果,他们基于一种低成本、无氟且可循环利用的粘合剂——聚氰基丙烯酸酯(简称PECA,俗称502胶水),为锂离子电池材料的绿色高效回收提供了全新解决方案。该研究从实验设计、数据采集到论文撰写与修改,全部由本科生团队独立完成,相关成果“Cost-effective, fluorine-free and sustainable superglue as facile pyrolyzing binder for overall cathode recycling”已发表于国际权威期刊《Energy Storage Materials》,影响因子18.9,中科院一区。
全文链接:https://doi.org/10.1016/j.ensm.2025.104075
图. 传统粘结剂PVDF和新型粘结剂PECA(502胶水)回收流程对比
随着全球锂离子电池废弃量激增,传统回收技术因使用含氟粘结剂(聚偏二氟乙烯PVDF)而面临高能耗和高污染的问题,同时该过程会破坏正极活性材料并产生有毒气体,从而严重制约了绿色回收技术的发展。深圳技术大学新才班学生团队在林羲栋助理教授、张国彬副研究员以及杨涛副教授的指导下,决心攻克这一难题。郑炯、蔡子祺、王星月、黄少科、孙雅琪等新才班不同年级的本科生成员从零起步,自主设计实验方案,历经数百次尝试,最终突破技术瓶颈。
实验设计挑战重重,郑炯同学负责粘结剂的合成与热解性能测试,为优化PECA的低温分解特性,他与团队在实验室连续奋战三个月,尝试数十种配比,最终筛选出最佳方案。蔡子祺同学主导电化学性能测试,为验证PECA在极端温度下的稳定性,团队在-20℃至60℃环境中反复充放电实验,累计完成超2000次电池循环测试。王星月同学则负责使用原子力显微镜(AFM)等技术,对材料的结构与性能进行综合分析。论文写作精益求精,团队成员为符合国际期刊要求,查阅近千篇文献,逐句推敲表述,历经20余次修改。在投稿前的最后阶段,团队连续一周通宵校对数据,确保图表与结论的严谨性,最终获得审稿人“数据详实、创新突出”的高度评价。从实验室到国际期刊,本科生团队交出满分答卷。
研究证实,基于PECA粘结剂的电池性能与传统的PVDF粘结剂电池性能相当。值得一提的是,PECA可在250℃下完全分解而PVDF则需500℃以上。回收的正极材料重新组装后,磷酸铁锂电池循环200次容量保持率高达99.3%,三元锂电池循环100次仍保持88.3%容量,性能远超传统方法。环境经济分析显示,PECA技术可降低能耗30%、减少温室气体排放50%。
文稿:王星月
编校:彭天翊
审核:叶娘越