1. 项目背景

锂离子电池市场已经进入TWh（1TWh=1000GWh）时代。预计到2030年我国锂电池产能将达到4.5TWh，占全球总产能的2/3以上。锂电寿命通常只有8-10年，预计2025年将迎来第一波锂离子电池退役高峰，退役量超过130GWh（其中三元电池约100GWh，磷酸铁锂约33GWh）。国家已出台一系列相关政策法规以加快建立科学规范的锂电回收体系。2024年，国务院发布《关于加快构建废弃物循环利用体系的意见》，明确指出将推行锂电“谁生产谁回收”政策。近期，欧洲出台相关法案，要求电池报废后必须运回生产国进行处理。建立健康、有序和完善的回收模式与体系已刻不容缓。

锂离子电池的回收在资源循环和环保方面具有双重收益。退役电池中的锂、镍、钴、锰、铁等有价金属均可回收再次利用，可以有效降低进口依赖或减少各类矿石开采，减轻“探-采-选-冶”矿业产业链的环保压力。当前，主流回收技术路线中，在退役电池拆解后的精炼回收环节通常依赖高温高酸条件，存在能耗高、设备腐蚀严重等问题，回收成本高企、环保压力较大、盈利模式欠缺，导致相关回收企业研发动力不足。因此，亟需开发低成本、绿色环保的高效提纯回收工艺，最大限度地提取和回收退役锂电池中的有价金属成分，实现降本增效。

2. 技术优势

本团队针对退役电池拆解后的正极黑粉的高效湿法回收技术进行攻关。对标当前工业上“硫酸+双氧水”的主流湿法回收工艺，本团队自主研发的湿法回收技术具有以下显著优势：

①成本优势。对标目前主流退役三元电池的“先酸溶-后碱沉”工艺，每处理一吨三元正极材料的成本约为4.47万元，而本团队提出的原位“溶解-沉淀”耦合浸出工艺，仅需一步即可实现，成本仅为1.25万元/吨，成本降低72%。与磷酸铁锂电池的氧化浸取路线对标，其成本约为1.5万元/吨，而本项目提出的耦合氧化浸取技术成本仅为0.81万元/吨，成本降低46%。

②工艺优势。目前三元电池回收工艺需先在强酸性条件下溶解正极粉末，然后在碱性条件进行沉淀分离，工艺复杂，碱液用量大且价格高（主要成本）。本团队研发的原位“溶解-沉淀”耦合浸出工艺，可直接在近中性条件下实现锂与过渡金属的高效快速分离（分离率>99.5%），过渡金属产物作为前驱体可直接用于正极材料生产。针对磷酸铁锂电池回收中的高酸、氧化剂无效分解问题，本课题组研发了同步自激发酸-碱浸取体系，在近中性环境下可实现锂离子的高效快速提取（提取率>98.5%），磷酸铁产物可直接作为正极原料。

③安全与环保优势。目前的湿法回收工艺均涉及到强酸的大量使用，同时伴随高温过程，设备腐蚀严重。本项目提出的原位“溶解-沉淀”耦合浸出工艺和同步自激发酸-碱浸取体系均能够在相对低温和低酸性乃至近中性条件下工作，不仅条件更加温和，而且处理后的尾水近中性，利于后处理。

表1. 本项目回收工艺与现有技术对比分析

目前，上述针对退役三元锂电和磷酸铁锂电池的回收工艺在实验室即可实现公斤级处理，已在合作企业开展十公斤级放大实验。在成本、工艺、安全环保三大优势加持下，本技术有望解决制约电池回收行业的关键技术难点和痛点，推动动力电池规范高效回收体系的快速建立与发展。

3. 应用前景

以本项目开发的回收工艺为基础，结合目前已发展成熟的电池放电、拆解、分选技术，可迅速形成一套低成本且绿色环保的浸取与转化技术、高效分离提纯技术、回收材料再利用技术等，实现电池回收产线规模化应用。据估算，2026年需处理的废旧电池将超过200万吨，市场需求巨大（2023年回收市场规模约为223亿元）。按每处理一吨废旧电池节约成本3000元计算，年处理5万吨的中试线每年可节约成本1.5亿元（盈利点）。下一步将联合相关企业继续探索大规模回收工艺，打造退役锂电池回收产业化示范工程，建立退役锂电回收的行业标准。