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Enregistrement W4412510439 · doi:10.1149/ma2025-0111mtgabs

Direct Re-Functionalization of Spent LFP Cathodes of Lithium-Ion Batteries by Aqueous Electrochemical Process

2025· article· en· W4412510439 sur OpenAlexaboutno aff
François Larouche, Kamyab Amouzegar, Ashok K. Vijh, George P. Demopoulos

Notice bibliographique

RevueECS Meeting Abstracts · 2025
Typearticle
Langueen
DomaineEngineering
ThématiqueAdvancements in Battery Materials
Établissements canadiensnon disponible
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésSurface modificationElectrochemistryLithium (medication)Aqueous solutionCathodeIonMaterials scienceProcess (computing)Inorganic chemistryChemical engineeringChemistryComputer scienceElectrodeEngineeringOrganic chemistryMedicine

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Lithium-ion batteries (LIBs) find many applications from powering multitudes of portable electronics, to automotive, and stationary energy storage. The current rapid market growth, more specifically in mobility and stationary energy storage, has resulted in an exponential increase in the usage of LIBs since early 2000. It is predicted that this market may reach 6.3 TWh by 2030. Inevitably, the quantity of spent LIBs will follow the same trend, causing important challenges to the waste management system. Consequently, we expect an important increase of spent lithium batteries available for recovery during the next decade raising the pressure on the emerging LIBs recycling industry. In addition to this rapid increase in volume of spent batteries, the recent migration from cobalt and nickel rich cathodic materials to lithium iron phosphate (LiFePO4, LFP) will impact significantly the current hydrometallurgical processes both on their efficiency and on their profitability. Indeed, the industry has focused until now on recovering the most valuable elements like lithium, cobalt, and nickel while iron and phosphorus from LFP batteries ending to waste. In this context, new low-cost processes that enable the recovery of LFP as highly valuable products are needed. Direct recycling, that aims to re-functionalize the spent LFP as new active material by keeping its initial orthorhombic structure, responds perfectly to these criteria. Hydro-Québec has developed such a process that includes a hydrometallurgical step extracting selectively Li ions as lithium bicarbonate from LFP black mass followed by the relithiation of the obtained iron (III) phosphate (FePO4, FP). Research in collaboration with McGill University has elucidated the chemistry of the process [1,2] and determined the relithiation step to be crucial to the re-functionalization of LFP since it restores the spent cathode’s Li-ion storage capacity [3]. While most relithiation processes are performed by high-temperature treatments or hydrothermal methods, Hydro-Québec’s process is an ambient temperature aqueous solution electrochemical relithiation method that has been recognized for its potential for industrial applications [4]. The results show that FP can be efficiently relithiated using either Li2SO4 or LiHCO3 electrolyte. The FP reduction reaction follows mostly a Cottrellian behavior, determined from potentiostatic experiments, indicating that diffusion in the solution is a critical mechanism. The application of this electrochemical relithiation process to FP originating from the delithiation of black mass from spent LFP batteries, resulted in a 96% relithiation yield at a current efficiency of 91%. The overall recycling process successfully re-functionalized deeply damaged spent LFP recovering up to 99% of the LFP’s original discharge capacity, achieving up to 153 mAh g-1 at C/12. Meanwhile, the initial discharge capacity of the re-functionalized LFP at 1C attained 119 mAh g-1, which interestingly increased upon cycling, reaching 131 mAh g-1 after 225 cycles. This increase could be associated with electrochemical activation promoted by cycling-induced LFP crystal annealing and/or by electrochemical milling. Hence, the final recycled LFP is a re-functionalized cathodic active material suitable for reuse in new LFP battery manufacturing. [1] F. Larouche, et al.; J. Electrochem. Soc. 169 (2022) 73509. [2] F. Larouche, et al.; Ind. Eng. Chem. Res. 62 (2023) 903–915. [3] F. Larouche, et al.; J. Power Sources 624 (2024) 235533. [4] E. Beletskii, et al.; Energy Environ. Mater. (2024) 1–17.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,000
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,000
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Expérimental (laboratoire) · Signal consensuel: Expérimental (laboratoire)
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,003
Score d'incertitude au seuil0,007

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,000
Bibliométrie0,0000,000
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0000,000
Science ouverte0,0010,000
Intégrité de la recherche0,0000,001
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0020,001

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,009
Tête enseignante GPT0,251
Écart entre enseignants0,242 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeExpérimental (laboratoire)
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations0
Publié2025
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