这篇文档属于类型a，即报告了一项原创性研究。以下是对该研究的学术报告：
本研究的主要作者包括Beilei Zhang、Xin Qu、Jiakang Qu、Xiang Chen、Hongwei Xie、Pengfei Xing、Dihua Wang和Huayi Yin。他们分别来自东北大学冶金学院（Key Laboratory for Ecological Metallurgy of Multimetallic Mineral of Ministry of Education）、武汉大学资源与环境科学学院（School of Resource and Environmental Science）以及东北大学数据分析与优化智能产业教育部重点实验室（Key Laboratory of Data Analytics and Optimization for Smart Industry, Ministry of Education）。该研究于2020年11月10日发表在《Green Chemistry》期刊上，DOI为10.1039/d0gc01782e。
本研究的主要科学领域是绿色化学，特别是废旧锂离子电池回收技术。随着电动汽车和可再生能源存储的快速发展，锂离子电池（LIBs）的需求急剧增加，但其寿命有限，大量废旧电池对资源可持续性和环境构成了严重威胁。在各类锂离子电池中，磷酸铁锂电池（LiFePO4）因其安全性高、铁资源丰富且无毒，被广泛应用于电动汽车。然而，由于LiFePO4电池的经济价值较低，其回收技术研究相对较少。此外，传统回收方法需要使用大量酸来提取锂，导致二次废物和能源消耗增加。因此，本研究旨在开发一种绿色、高效的LiFePO4电池回收技术，以最小化化学试剂的使用和二次废物的产生。
本研究包括以下几个主要步骤：
废旧LiFePO4电池的预处理
首先，将废旧LiFePO4电池放入饱和NaCl溶液中完全放电，以避免在拆卸过程中发生自燃。随后，电池在60°C下干燥12小时。接下来，在密封手套箱中拆卸电池，分离出正极碎片、负极碎片、有机隔膜等组件。最后，将正极碎片在450°C下真空热解2小时，去除有机粘合剂，并从铝箔基材上刮下正极粉末。
循环伏安法（CV）和熔盐电解实验
研究采用循环伏安法（CV）在750°C的Na2CO3-K2CO3熔盐中研究LiFePO4的电化学行为。实验使用三电极系统，包括LiFePO4粉末修饰的钼电极、银丝伪参比电极和石墨棒对电极。此外，研究还设计了一个熔盐电解池，分别使用石墨阳极、Ni10Cu11Fe惰性阳极和LiFePO4阳极进行电解实验。
锂和铁的回收
电解后，通过水浸出过程从熔盐中回收锂和磷酸根离子。锂的浓度通过原子吸收光谱仪（AAS）测量，锂的回收率计算公式为：
( R_{Li} = \frac{\text{熔盐中回收的锂质量}}{\text{LiFePO4粉末中的锂质量}} \times 100\% )
固体电解产物通过简单的固液分离过程从熔盐中分离出来。
产物表征
所有固体产物通过X射线衍射仪（XRD）进行表征，以确定其晶体结构。锂的浓度通过原子吸收光谱仪（AAS）测量。
预处理结果
真空热解后，正极粉末从铝箔基材上轻松剥离，铝箔保持了良好的机械性能，表明铝在热解过程中未受到显著影响。
熔盐电解结果
在熔盐电解池中，LiFePO4在阴极被还原为铁，在阳极被氧化为Fe3O4，同时锂和磷酸根离子进入熔盐。锂的回收率达到95.2%。与使用石墨阳极或Ni10Cu11Fe阳极的电解池相比，双LiFePO4电极的配对电解池仅消耗四分之一的电能，显著降低了能源消耗和二氧化碳排放。
产物表征结果
XRD分析表明，电解产物为纯铁和Fe3O4，锂以Li3PO4的形式回收，纯度为99.9%。
本研究开发了一种基于熔盐配对电解的LiFePO4电池回收技术，通过电能驱动氧化还原反应，显著减少了化学试剂的使用和二次废物的产生。该技术不仅高效回收了锂、铁和磷酸根，还显著降低了能源消耗和二氧化碳排放。如果结合可再生能源或废旧电池的残余电力，该技术将更具绿色环保价值。
本研究还探讨了不同阳极（石墨、Ni10Cu11Fe、LiFePO4）对电解过程的影响，发现使用LiFePO4阳极的配对电解池在能源效率和二氧化碳排放方面表现最佳。此外，研究还提出了熔盐的回收方法，进一步减少了环境影响。
这篇研究为废旧LiFePO4电池的回收提供了一种高效、绿色的解决方案，具有重要的科学价值和应用前景。