폐 LFP 이중 업사이클링: 나트륨 이온 전지

폐 리튬 이온 전지(LIB)의 축적은 환경 및 사회적 문제를 야기하며, 이를 지속 가능한 에너지 자원으로 재활용하는 방안이 시급합니다. 기존에는 LiFePO4(LFP) 양극재의 장기 사이클링 중 발생하는 철 공공(VFe″)이 용량 저하의 주범으로 간주되었습니다. 본 연구는 폐 LFP 전지의 VFe″를 나트륨 이온 전지(NIB)의 고성능 Na-Fe-P-O 계열 양극재를 설계하는 데 활용하여 기능적 잠재력을 밝혀냈습니다. 이러한 사전 형성된 공공은 급속한 Na+ 이온 탈삽입 중 발생하는 부피 변화를 동적으로 수용하는 자가 적응형 격자 호흡 메커니즘을 유발합니다. 그 결과, 6분 이내에 80% 충전 상태에 도달하고, 10 C의 고율에서 4,000회 사이클 후에도 82.9%의 용량을 유지하는 우수한 성능을 보였습니다. 제안된 이중 루프 업사이클링 모델은 경제적 수익을 65% 향상시키고 환경 발자국을 29% 감소시킵니다. 이 연구는 LIB의 성능 저하 메커니즘을 차세대 전지 설계를 위한 근본적인 전략으로 전환하는 지속 가능한 패러다임을 제시합니다.