2025年1月4日，清华大学李金惠教授和余嘉栋博士团队在《Chemical Engineering Journal》期刊上发表了名为《Recycling of spent lithium-ion batteries via sulfidation shock》的研究论文。该研究创新性地提出了选择性硫化冲击（SS）策略，利用脉冲直流电产生瞬时高温，在废旧锂离子电池中高效回收锂金属。此方法不仅避免了高能耗和有害气体排放的传统问题，还能显著提升锂回收效率，对推动电池回收技术的绿色环保发展具有重要意义。
创新方法：选择性硫化冲击（SS）
提高回收效率与环境友好性
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锂的预提取过程与电加热条件 图1展示了SS过程的电加热条件与设备结构，图1a是SS过程的示意图，清晰呈现了实验装置的构造及工作原理。图1b则显示了在不同电流条件下的温度测量结果，通过调整脉冲电流的强度和持续时间，电流可以迅速将温度从常温升至1000°C，比传统管式炉的升温速率快200到800倍。 图1c、1d-f展现了不同电流强度、持续时间和石膏用量下硫化产物的XRD图谱，进一步分析了Li₂SO₄的形成过程。图1g-i则展示了优化条件下锂浸出率和热损失率的变化，说明了石膏加入的作用，成功减少了锂的热挥发损失。 
浸出动力学与选择性硫化热力学 图2展示了SS产物的水浸出动力学，其中图2a展示了浸出时间对锂浸出效率的影响，SS方法在短时间内便达到了较高的浸出率，而传统方法仍然需要较长时间。图2b进一步揭示了Li₂SO₄的高溶解度在浸出过程中的促进作用。 图2d、2e-f展示了硫化冲击过程的热力学分析，明确了锂组分的硫化反应能够自发进行，并且通过石膏的加入优化了反应产物。 
锂的硫化富集机制 图3展示了XPS分析在锂迁移过程中的应用，图3a、3b展示了锂从颗粒内部迁移至表面，并形成Li₂SO₄层的过程。通过XPS刻蚀时间的变化，研究表明锂的迁移过程与硫化反应的配合能够提高锂回收效率。 
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过渡金属的浸出改进 图4展示了SS过程在提高过渡金属酸浸效率方面的表现。研究表明，硫化冲击过程能够显著提高TMs的酸浸效率，尤其在高温下，过渡金属的浸出效率有显著提升。 
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环境经济与可扩展性分析 图5展示了三种回收方案的对比分析，包括热冶金、湿法冶金和SS过程。结果表明，SS过程在能源消耗、排放和经济效益方面均优于传统方法，具有明显的环境友好性和可扩展性。 
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