Forskare vid Worcester Polytechnic Institute (WPI) har i samarbete med forskare vid Argonne National Laboratory utvecklat en ny strategi för att omvandla batteriskräp av lågt värde till ett katodmaterial av nästa generation med högre energitäthet och god långsiktig prestanda, vilket öppnar en lovande ny väg mot en mer hållbar och ekonomiskt lönsam batteriåtervinning.
Studien, som publicerats i Chem Circularity och leds av Yan Wang, William B. Smith-professor i maskinteknik, visar hur blandade katodmaterial som nått slutet av sin livslängd, inklusive litiumjärnfosfat (LFP) och litiummanganoxid (LMO), kan uppgraderas till högvärdigt litiummanganjärnfosfat (LMFP) under milda bearbetningsförhållanden.
Forskningen kombinerar laboratorieexperiment med teknoekonomisk analys för att utvärdera inte bara batteriets prestanda, utan också processens praktiska genomförbarhet och skalbarhet för industriell tillämpning.
I takt med att efterfrågan på elfordon och energilagringssystem fortsätter att öka, ökar också volymen av uttjänta litiumjonbatterier. Medan LFP-batterier har blivit allt vanligare på grund av sin säkerhet och lägre kostnad, återvinner konventionella återvinningsmetoder ofta endast litium- och järnsalter av lågt värde, vilket begränsar det ekonomiska incitamentet för återvinning.
WPI-Argonne-teamet utvecklade en lakningsassisterad uppcyclingstrategi som bevarar batterimaterialens ursprungliga partikelmorfologi samtidigt som mer än 95 % av grundämnena återanvänds under omgivande förhållanden.
Genom att undvika hydrotermisk syntes under högt tryck och istället förlita sig på bearbetningsförhållanden som är kompatibla med befintlig hydrometallurgisk infrastruktur, kan metoden avsevärt minska hindren för att skala upp avancerade batteriåtervinningstekniker.
Grafisk sammanfattning. Källa: Chem Circularity (2026). DOI: 10.1016/j.checir.2026.100020
Det resulterande LMFP-katodmaterialet uppvisade högre energitäthet och stark cykelstabilitet, samtidigt som processen i sig minskade råvaruförbrukningen, energianvändningen och avloppsvattenproduktionen jämfört med konventionella återvinningsmetoder.
Utöver att förbättra återvinningseffektiviteten säger forskarna att arbetet belyser en bredare förändring i tänkandet kring cirkulär batteritillverkning, som går bortom att bara återvinna råvaror till att uppgradera avfall till mer värdefulla nästa generations produkter.
Teknoekonomisk analys som genomfördes som en del av studien visade positiv lönsamhet i flera scenarier, vilket stöder potentialen för återvinningsanläggningar att utvecklas till värdeskapande nav inom en cirkulär batteriförsörjningskedja. Processen ligger också i linje med växande politiska prioriteringar kring säkerhet för kritiska material, utsläppsminskning och inhemsk batteritillverkningskapacitet.
Forskarna noterar att utmaningar kvarstår inför storskalig implementering. Avfallsströmmarna från industriella batterier är mycket varierande, och framtida arbete kommer att kräva förbättrad hantering av föroreningar, demonstrationer i pilotskala och starkare integration mellan återvinnare, tillverkare och beslutsfattare.
Mer information
Zifei Meng et al, Upcycling mixed cathode materials to high-energy-density LiFe0.75Mn0.25PO4, Chem Circularity (2026). DOI: 10.1016/j.checir.2026.100020
