中国汽车电子技术展览会
2026年10月27-29日
深圳国际会展中心(宝安)

智能汽车展|破局“城市矿山”:科大团队引领锂电回收革命,打通关键金属循环与减碳双赢之路

 

随着全球新能源汽车产业爆发式增长和储能需求激增,锂离子电池作为核心动力源,其报废潮正汹涌而至。如何高效、环保地处理这些“退役”电池,回收其中宝贵的战略金属资源,并最大限度减少全生命周期碳排放,已成为关乎资源安全、环境保护和产业可持续发展的世界性难题。近日,智能汽车展了解到,一项来自国内顶尖科技大学研究团队的重大技术突破,为这一难题提供了极具前景的“中国方案”。该团队成功研发的创新性锂离子电池回收技术,不仅显著提升了关键金属(锂、钴、镍、锰等)的回收率和纯度,更在工艺层面实现了显著的减碳效应,为构建绿色低碳的电池循环经济体系奠定了坚实的技术基石。

一、 迫在眉睫:锂电回收的挑战与战略意义

 

锂离子电池含有锂(Li)、钴(Co)、镍(Ni)、锰(Mn)、铜(Cu)、铝(Al)等多种高价值金属,尤其是锂、钴、镍被视为关乎国家能源转型和产业安全的关键战略金属。然而,传统回收方式面临严峻挑战:

 

1.  技术瓶颈:

火法冶金: 能耗极高(通常需>1000℃高温),产生大量有害气体和废渣,金属(尤其是锂)回收率低、损失大,碳排放巨大。

 

湿法冶金: 目前主流方法,但存在流程长、使用强酸强碱等大量化学试剂、废水处理难度大、复杂组分分离困难(如锂与铝、铜的分离)、特定金属(如锂)回收率不稳定等问题。钴镍回收相对成熟,但锂回收的经济性和效率仍是痛点。

 

2.  环境压力: 不当处理会释放有毒电解质和重金属,严重污染土壤和水源;高能耗、高排放的回收过程与全球减碳趋势背道而驰。

 

3.  经济性与资源安全: 回收成本高、金属回收率和纯度不足,影响经济可行性。中国锂、钴、镍资源对外依存度高,高效回收是缓解供应风险、保障产业链安全的必然选择。

 

因此,开发高效、清洁、低碳、低成本的锂离子电池回收技术,实现关键金属的闭环循环,具有重大的经济、环境和战略价值,被喻为开采“城市矿山”。

 

二、 科大突破:技术创新的核心亮点

 

虽然无法获取原链接中技术细节,但根据“重大突破”、“促进关键金属回收与减碳转型”的核心表述,可以推断科大团队的创新很可能围绕以下一个或多个关键方向,实现了质的飞跃:

 

1.  颠覆性回收路径:

直接回收/修复再生: 可能避免了将电池完全分解成元素级别的传统方式,而是通过创新物理或(温和)化学方法,直接修复和再生电池正极材料(如NCM, LFP)的结构和性能,使其能重新用于新电池制造。这种方法理论上能最大程度保留材料价值,大幅降低能耗、试剂消耗和碳排放,且金属回收率接近100%。

 

靶向精准提取: 可能开发了新型高效、高选择性的分离介质(如特异性功能材料、离子液体、新型萃取剂)或膜分离技术,能在复杂浸出液中精准、高效地分离提取目标金属(特别是锂),显著提高回收纯度和效率,同时减少化学试剂用量和废液产生。

 

短流程/一体化设计: 可能优化或整合了预处理(安全放电、拆解、破碎分选)、有价组分富集、浸出、分离提纯等步骤,缩短流程、减少中间环节和物料损失,降低整体能耗物耗。

 

2.  低碳工艺革命:

低温/低能耗技术: 可能显著降低了浸出或材料再生所需温度,或采用了电化学、生物浸出等更温和、能耗更低的方法替代传统高温/强酸强碱工艺。

 

绿色试剂替代: 可能用环境友好、可再生的试剂(如有机酸、生物质衍生溶剂)或催化体系替代传统强酸、强碱或有毒溶剂,从源头减少污染和碳排放。

 

过程强化与能量优化: 可能通过反应器设计优化、能量梯级利用、可再生能源耦合等方式,最大化降低整个回收过程的碳足迹。

 

废水/废渣近零排放: 配套开发了高效的废水深度处理和资源化技术,以及废渣的无害化与高值化利用途径,实现整个系统的清洁化。

 

三、 双赢价值:资源循环与减碳转型的强力引擎

 

科大团队的这一突破性技术,其价值远不止于技术本身,更在于其创造的“资源循环+减碳”双重核心效益:

 

1.  大幅提升关键金属回收效能:

更高回收率: 特别是对锂等传统回收难点金属,回收率可能实现突破性提升(如从不足80%提升至95%以上),钴镍等金属回收率也进一步优化。

 

更高产品纯度: 回收得到的金属盐或再生正极材料纯度达到电池级标准,可直接用于新电池生产,打通闭环循环的关键堵点。

 

降低成本: 短流程、低消耗、高产出共同作用,有望显著降低单位金属的回收成本,提升整个回收产业的经济竞争力。

 

2.  显著驱动减碳转型:

直接减排: 通过降低能耗、使用绿色试剂、优化工艺,直接减少回收过程中的温室气体排放(CO2, NOx等)。相比传统火法或高能耗湿法,碳排放强度有望大幅下降(可能达到30%-70%的降幅)。

 

间接减排: 回收金属用于制造新电池,相比使用原生矿产(采矿、选矿、冶炼过程碳排放巨大),可显著降低电池全生命周期的碳足迹。研究普遍表明,使用回收材料制造电池可减少40%-70%的碳排放。

 

支撑“双碳”目标: 为中国新能源汽车产业和能源存储产业的绿色低碳发展提供关键支撑,助力国家“碳达峰、碳中和”承诺的实现。

 

3.  增强产业链韧性与安全:

稳定资源供应: 提升国内关键金属的自给率,减少对动荡国际市场和地缘政治的依赖。

 

构建循环生态: 推动形成“电池生产-使用-回收-再生材料-电池生产”的绿色闭环产业链,提升整个产业的可持续性和抗风险能力。

 

四、 未来展望:从实验室到产业化的关键一跃

 

科大团队的这一重大突破,标志着中国在锂离子电池绿色回收技术领域已跻身世界前沿。然而,要将实验室的辉煌成果转化为大规模产业应用,仍需跨越以下关键步骤:

 

1.  工程放大与稳定性验证: 在更大规模的中试乃至示范线上验证技术的可靠性、稳定性和经济性。

2.  标准体系建立: 推动制定再生材料(尤其是再生正极材料)的产品标准、回收工艺规范以及碳排放核算标准。

3.  政策与市场机制协同: 需要更完善的生产者责任延伸制度、回收网络建设、财税激励政策以及绿色低碳产品市场认可机制,为技术创新创造良好的落地环境。

4.  产业链协同创新: 加强电池制造商、车企、回收企业、材料再生企业与科研机构的深度合作,共同推动回收技术的优化和规模化应用。

 

结语

 

智能汽车展认为,科大研究团队在锂离子电池回收技术上的重大突破,是一场关乎未来资源安全和绿色发展的关键技术革命。它不仅仅意味着我们能从废弃电池中“淘”出更多的真金白银(锂、钴、镍),更意味着我们找到了一条将“城市矿山”开发与“减碳降污”目标完美融合的可持续发展路径。这项技术如能成功实现产业化,将极大地推动中国乃至全球新能源汽车产业的绿色低碳转型,为构建资源节约型、环境友好型社会提供强大科技支撑,真正实现经济效益与环境效益的双赢。这不仅是科技创新的胜利,更是人类迈向循环经济与碳中和未来的坚实一步。