随着新能源汽车产业高速发展,动力电池“退役潮”加速到来。近日,中国科学院过程工程研究所与上海电力大学分别在废旧锂电池绿色回收领域取得重要突破。前者提出基于二氧化碳和水的“三合一”绿色回收策略,在常温常压下实现锂的高效提取与材料升级再造;后者构建了“绿色剥离—低共熔溶剂浸出—原位修复再生”全链条技术体系,多项成果已在山东、湖北等地实现万吨级产业化应用。两项成果从不同路径为破解退役电池回收高能耗、高污染难题提供了中国方案。
一、中科院联合团队:CO₂+水实现锂提取率超95%,产物可直接用于催化剂
中国科学院过程工程研究所与北京理工大学联合团队在《自然·通讯》(Nature Communications)上发表研究,提出一种基于二氧化碳(CO₂)和水的“三合一”绿色回收策略。该技术全流程在常温常压下进行,无需强酸、强碱或有机溶剂,不产生有毒有害废物。
技术分为三个核心步骤:
· 机械化学活化:通过高能球磨处理废旧电池正极材料,使锂原子迁移至颗粒表面形成富锂层,而镍、钴、锰等过渡金属保留在材料内部。
· 二氧化碳辅助浸出:将活化后材料放入水中并通入CO₂,形成弱酸性碳酸溶液,选择性地溶解表面锂,生成可溶的碳酸氢锂溶液。
· 产物分离与升级:碳酸氢锂溶液经简单加热即析出纯度超过99.5%的碳酸锂,可直接用于新电池制造。剩余的富镍钴锰固体残留物无需进一步处理,即可作为析氧反应(OER)催化剂,过电位低至322毫伏,稳定性超过200小时。
该技术锂回收率超过95%,同时实现了CO₂的部分固定,具有碳减排协同效益。研究通讯作者为中国科学院过程工程研究所孙峙研究员。
二、上海电力大学:全链条技术体系实现亿吨级规模化产业应用
2026年4月13日,由上海电力大学主办的“2026国际新能源固废资源循环利用大会”在上海召开。会上,该校原校长李和兴教授系统阐述了退役动力电池 “绿色剥离—低共熔溶剂浸出—原位修复再生” 全链条技术体系,多项核心成果已在山东、湖北等地实现万吨级产业化应用。
绿色剥离:团队研发的废旧锂离子电池预处理一体化设备采用高压脉冲破碎技术,实现带电安全解离,放电时间从2小时缩短至5分钟,有机物分解率达99.8%,有害气体生成量降低85%,二噁英排放浓度仅为国标十分之一。
低共熔溶剂浸出:不使用强酸、强碱及还原剂,溶剂可循环再生,运行成本显著降低,同时高效回收有价金属。
原位修复再生:基于“绿色短流程高值再生技术”,避免传统回收冗长的分离提纯流程,实现退役电池材料的高效转化。
大会主席时鹏辉教授介绍,该体系已形成多项产业化成果:预处理一体化装备完成工程化验证;万吨级三元黑粉回收工艺已规模化运行;全球首创的锂电池与电解铝废渣零碳闭环协同工艺在国际上具有首创意义;万吨级废旧光伏板回收工艺可满足“风光组件退役潮”需求。上述成果已在山东、湖北等地实现规模化应用,验证了从实验室到万吨级产业化的可行性。
三、技术创新引领,标准与政策同步推进
除上述两项技术突破外,近期固废危废领域标准体系也不断完善。生态环境部于2026年1月批准发布《废光伏设备回收处理污染控制技术规范》(HJ 1463-2026)等四项国家生态环境标准,自2026年3月1日起实施。国家标准委同步下达了《化工废盐综合利用技术要求》制定计划。技术突破与标准建设形成合力,共同推动新能源固废回收产业向绿色、低碳、循环方向高质量发展。
从中科院在《自然·通讯》上的基础研究突破,到上海电力大学万吨级产业化应用的工程实践,中国在退役动力电池绿色回收领域已形成从原创原理到规模化落地的完整创新链条。随着更多技术成果走出实验室,动力电池“退役潮”将不再是环境负担,而成为新能源产业循环经济的新增长极。
(信息来源:中国科学院官网、Nature Communications、上海电力大学官网、生态环境部官网)