「国家杰青」缑慧阳领衔！河北工业大学王恭凯/张昕AFM | 多级孔硅碳负极用于高性能锂离子电池！

背景：退役风机叶片（RWTBs）的快速积累带来了严峻的环境挑战，传统回收方法未能实现资源循环。研究目的：河北工业大学王恭凯、张昕及北京高压科学研究中心缑慧阳等人旨在开发一种创新的增值利用策略，将退役风机叶片中的玻璃纤维转化为高性能硅碳复合负极，用于下一代锂离子电池（LIBs）。结论：通过合金化反应-氮化处理与化学气相沉积相结合，成功构建了具有均匀碳包覆的多级孔再生微米硅骨架结构（rP-Si@C复合材料）。该材料展现出优异的电化学性能，在1 A g⁻¹下循环300次后比容量保持在1256 mAh g⁻¹，并具有良好的结构完整性。系统表征证实该多级结构有效适应体积变化并增强锂离子扩散动力学。半电池和全电池测试均显示稳定的循环性能，全电池150次循环后容量保持率达92.4%。技术经济分析和生命周期评估证明了其成本效益和环境优势。该工作为将退役风机叶片可持续转化为先进储能部件提供了可行路径，构建了可再生能源的闭环生态系统，并将废物回收提升为机制驱动的材料设计策略。