锂离子电池在当今这个高度电气化的世界中占据非常重要的地位,并将继续引领技术创新。然而,锂离子电池的广泛应用会产生大量废旧电池,具有环境风险和资源利用价值双重特性。一方面,由于废旧的电池中含有多种重金属和含氟电解质,如果没有经过合适的处理随意释放到环境中,将会对人身体造成伤害,且对环境造成严重污染。另一方面,废旧锂离子电池中含有地壳中资源有限的金属,包括:Ni、Co、Mn、Cu、Li等,可以被回收利用,具有一定的资源价值。因此,废旧锂离子电池的回收吸引了学术界和工业界开发多种技术来使其风险最小化,获得利益最大化,最终实现“废物致富”。目前有两种方法处理废旧锂离子电池,分别为梯形利用和回收再生。往往很多正极材料具有较高的金属价值,相比于使用它们进行更廉价的储能,回收利用是更好的方式。同时,钠资源在地壳中储量丰富,并具有价格低廉且化学性质与锂相似的特点。钠离子电池被认为是最有潜力的锂离子电池替代者之一。本文以废旧LiMn₂O₄电池正极材料的回收与再利用为例展开研究,提出两种策略使回收的LiMn₂O₄实现再利用,具体如下:（1）回收的LiMn₂O₄作为正极活性材料直接用于钠离子电池,研究其电化学性能、结构演变和电极动力学特性。电化学测试结果表明,回收的LiMn₂O₄在钠离子电池中具有优异的储钠性能。具体表现为,电流密度为100 mA g^-1（1.1 C）时,首圈放电比容量为90.7 mAh g^-1,循环50圈后放电容量增至163.2 mAh g^-1,循环200圈后容量保持率为97.6%。并且在20 mA g^-1下,可逆容量高达176.3 mAh g^-1。通过电化学分析和一系列非原位表征阐明在前50圈循环中容量的持续增加是由于Li⁺/Na⁺的脱出/嵌入导致的尖晶石结构向层状结构的演变造成的。此外,电极动力学研究结果表明,层状结构材料中离子扩散速度快于尖晶石结构。这项工作不仅揭示了尖晶石结构的LiMn₂O₄在钠离子电池中的结构演变规律,还提供了一种回收废旧锂离子电池的新策略,即将废旧的电极材料直接应用于下一代电池。（2）回收的LiMn₂O₄作为原料,通过固相-球磨法制备出高性能的Li_0.25Na_0.6MnO₂（LNMO）材料,并将其作为正极材料用于钠离子电池中,研究其电化学性能和动力学特性。电化学测试结果表明,LNMO具有较高的比容量和优异的倍率性能。例如,电流密度为10、20、50、100、200、500 mA g^-1时,LNMO的放电比容量分别为131.5、126.3、117.7、110.1、103.7、92.9 mAh g^-1。当电流密度恢复至10 mA g^-1时,放电比容量为128.8 mAh g^-1,为初始容量的97.9%,表明离子的脱出/嵌入过程是可逆的。此外,采用不同扫速的循环伏安法研究LNMO电极的动力学过程,根据测试结果计算出LNMO的表观离子扩散系数为1.26×10^-12cm² s^-1。由此可见,LNMO具有优异的动力学特性。这项工作的提出为其他废旧锂离子电池的回收与再利用提供新的思路。