清华大学环境学院李金惠教授团队提出一种基于原电池效应的定向浸出策略，旨在破解当前废锂离子电池回收领域的高熵增技术瓶颈与能效难题。该研究成果主要创新之处在于：1. 低熵增策略的电化学浸出方法无需预破碎：直接利用废旧锂离子电池中的铝箔集流体与正极材料（LiNi₀.₆Co₀.₂Mn₀.₂O₂）自组装形成原电池系统，省去传统回收中的破碎步骤，显著减少系统熵增（混乱度）。原位还原浸出：通过铝箔（阳极）与正极材料（阴极）之间的电位差（最高3.84 V）驱动电子定向转移，优先还原高价的过渡金属氧化物（如Ni³⁺、Co³⁺、Mn⁴⁺），避免副反应（如析氢），提升电子利用效率（从2.9%提升至79.97%）。高回收率：在2 mol/L盐酸、液固比200:1 mL/g、60°C条件下，锂回收率超过99%，镍、钴、锰的回收率均超过90%。动力学加速：浸出速率比传统方法提高近30倍，反应活化能显著降低（如镍的活化能从56.35 kJ/mol降至31.9 kJ/mol）。能耗与碳排放降低：相比火法冶金和传统湿法冶金，能耗减少11.36%-21.10%，碳排放减少5.08%-23.18%。经济收益提升：通过减少化学试剂消耗、缩短反应时间及抑制氟化物污染，经济效益达26.58美元/kg电池，比传统方法提高21.14%-49.18%。直接再生正极材料：通过加压成型将浸出后的铝箔与正极材料结合，制备出性能稳定的铝掺杂三元正极材料（LiNi₀.₈Co₀.₁Mn₀.₁O₂），循环性能优异，验证了工艺的工业化潜力。相关研究成果以“通过低熵增策略实现废锂电池电流浸出回收”（Galvanic leaching recycling of spent lithiumion batteries via low entropy-increasing strategy）为题，于3月11日在线发表于《自然·通讯》（Nature Communications）。