材研“1-0” | 马越教授团队受邀在《Advanced Energy Materials 》发表电池材料回收领域综述：废旧富镍正极的高值化升级再造

发布时间：2026-05-11来源：材料微生活

引用本文

T.Wang, C.Li, S.Yao, et al. “Upcycling of Spent High-Nickel Layered Cathodes: A Mechanism-Guided Framework for Single-Crystal Structural Healing.”

Advanced Energy Materials (2026): e71013.

西北工业大学材料学院马越教授团队，受邀在Advanced Energy Materials《先进能源材料》上发表了题为“Upcycling of Spent High-Nickel Layered Cathodes: A Mechanism-Guided Framework for Single-Crystal Structural Healing” （废旧高镍层状正极的升级再造：机理导向的单晶结构修复框架）的长篇综述文章。该文章系统性地提出了废旧富镍正极材料的高值化升级再造新范式。我院博士生王同帅为第一作者，马越教授为通讯作者。

图文导读

随着电动汽车的迅猛发展，退役锂电池的回收面临巨大环保压力与资源挑战。传统的冶金回收本质上是“降级回收”，不仅能耗高，还彻底破坏了正极材料高价值的晶体结构。

面对长循环中产生复杂失效（如微裂纹粉化）的富镍多晶正极，常规修复难以奏效。如何实现从低价值废料向下一代高性能材料的“高值化升级再造（Upcycling）”，是当前领域的重大挑战。

图1. 打破传统“盲盒式”处理，建立“先诊断-后修复”的闭环新范式

核心亮点

针对多晶废料深度的结构降解，马越教授团队提出引入熔盐法进行单晶化再造。

熔盐提供了极佳的液相传质介质，通过“溶解-重结晶”过程，高表面能的缺陷小晶粒在熔盐中优先溶解并重新沉淀析出。

性能超越初始状态：该方法彻底消除了多晶内部的晶界，将其重塑为结构完整、耐高压、抗微裂纹的“单晶”形态，使再生材料不仅恢复性能，更具备了卓越的机械稳定性和高压耐受性。

图2. 熔盐体系下的单晶化修复微观机制

展望未来

为了推动该技术从实验室走向工业化大规模应用，文章前瞻性地提出了未来发展的关键路径：一是AI驱动的智能诊断：构想了集成机器学习的智能回收工作流，实现精准修复；二是生命周期评估（LCA）：数据表明，单晶直接升级再造工艺在碳排放和能源需求上远低于传统冶金，真正实现了经济与环境效益的双赢。

图3. 集成AI机器学习的智能回收工作流及生命周期评估

通讯作者简介

马越

西北工业大学材料学院教授。主持多项国家自然科学基金、陕西省重点项目、国际合作交流项目，以第一/通讯作者在Nature Commun, Advanced Materials， EES，Advanced Energy Materials、Chem、ACS Nano等刊物上发表论文120余篇。研究方向主要包含化学电源关键材料的可控制备及界面改性方法，原位/在线相变表征技术，以及表界面反应的演化机制分析等。