随着电动汽车（EV）和依赖锂离子电池（LIB）的电子产品的普及，扩大电池回收流程已变得至关重要。回收对于减少浪费、最大限度地降低电池对环境的影响以及回收宝贵材料至关重要。通过实施支持性法规、投资先进技术并促进合作，电池回收行业可以建立循环经济，从而解决资源短缺问题并减少碳排放。
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锂离子电池回收的现状
随着各国政府和企业积极应对日益增长的需求，全球锂离子电池回收行业正在显著扩张。截至2025年，现有回收设施的处理能力约为每年160万吨。随着规划中设施的投产，这一产能预计将超过每年300万吨。
该市场的主要驱动力包括环境法规的收紧、电动汽车供应链脱碳的需求、退役电池数量的增加，以及对锂、钴和镍等关键材料需求的增长。让我们深入分析这些驱动因素：
法规收紧与合规要求
生产者责任延伸（EPR）、危险废物管理以及报废回收等强制性要求正在重塑行业格局。结构完善的回收政策不仅能降低安全隐患，减少废旧锂离子电池中可重复利用材料的流失，还能促进稀缺资源的回收。此外，循环经济政策、行业标准和政府资金也在激励行业增长。如图1所示，过去10年里，美国、欧盟和亚洲国家（中国、韩国、印度）针对锂离子电池回收制定了多项政策。在这些国家中，中国在提出和实施锂离子电池回收政策方面最为积极。
汽车原始设备制造商（OEM）优先考虑供应链脱碳
电动汽车因不产生燃料燃烧的尾气排放而被视为清洁能源。然而，其锂离子电池的生产却是碳排放的重要来源，约占电动汽车制造过程总排放量的40%至60%。开采和提炼锂、镍、钴等必要矿物会排放大量的二氧化碳。
材料研究人员可以使用 CAS SciFinder 搜索材料科学文献，识别支持创新的结构-性能关系和合成方法。
为了应对监管机构、投资者和利益相关者对减少碳足迹日益增长的压力，领先的汽车原始设备制造商（OEM）正寻求全面降低排放。电池回收和原材料回收是实现这一目标的重要举措。此外，电池回收还有助于减少运输、制造和其他过程中的能源消耗和碳排放。弗劳恩霍夫系统与创新研究所（Fraunhofer IWKS）的一项研究估计，回收1公斤锂电池可减少2.7至4.6公斤二氧化碳当量的排放。
首批电动汽车电池即将退役
简而言之，道路上的电动汽车越多，流通中的电池就越多。锂离子电池的性能会随时间逐渐衰减，以目前的技术水平，电动汽车电池的平均使用寿命为五到八年。这意味着前几年投放市场的首批电动汽车电池现在正迎来“退役潮”。
根据德勤近期的一项研究，电动汽车电池的退役规模预计将从2021年到2030年以43%的复合年增长率快速增长，到2030年将达到每年1483 GWh（见图2）。作为全球最大的电动汽车市场，中国预计也将成为最大的电池回收市场，占据全球约70%的电池回收产能。
随着如此多的电池退役，防止这些废旧电池进入废弃物处理渠道并造成环境污染至关重要。制造商也在寻求回收其中的原材料，用于生产新电池。
通过回收利用弥补关键原材料的未来供应缺口
锂电池行业的发展持续受限于上游关键矿产的供应。根据国际能源署（IEA）的预测，在其 2050 年实现净零排放的情景下，到 2040 年全球锂需求将达到 143.1 万吨，是当前产量的七倍。同样，镍和钴的需求预计到 2040 年将翻一番，分别达到 638.6 万吨和 47.2 万吨。预计
尽管对这些关键矿产的需求激增，但扩大开采和精炼产能需要巨额投资，且开发周期长达数年。电池回收为锂离子电池（LIB）行业提供了一条减少对传统原材料开采依赖并降低未来供应中断风险的途径。
改进锂离子电池回收的技术创新
我们研究了CAS Content Collection™，这是全球最大的人工标引科学信息库，旨在深入了解电池回收技术的发展演变。以下是我们分析的主要结论：
行业巨头：揭示全球领导者与趋势：LIB 回收领域的强劲商业兴趣从其 2:1 的专利与期刊发表比例中可见一斑，而通常该比例为 1:5（见图 3A）。此外，我们对出版物地理分布的分析凸显了亚洲国家在该领域的统治地位，如图 3B 所示。中国已成为领先者，日本和韩国紧随其后。美国和德国也占据重要地位。
引领潮流：火法冶金和湿法冶金仍是 LIB 回收的主流。LIB 的主要回收方法包括火法冶金、湿法冶金和直接回收。火法冶金依赖高温处理，湿法冶金使用化学溶解，而直接回收旨在保留电极的化学结构。这些方法回收的金属具有不同的化学成分，火法冶金回收的合金金属通常需要进一步的化学加工，从而产生了结合湿法和火法冶金步骤的混合工艺。
图 4 展示了利用 CAS Content Collection 数据得出的火法冶金、湿法冶金和直接回收的出版趋势。出版物的整体增长凸显了 LIB 回收日益重要，专利数量则反映了该领域极高的商业兴趣。湿法冶金在出版物数量上略领先于火法冶金，而直接回收则明显滞后。湿法冶金中期刊出版物占比更高，表明针对新型、更高效、更具成本效益且环保的化学工艺的基础研究正在持续进行。
正极之王：正极回收在锂离子电池中的关键作用。回收方法的选择取决于电池组件和回收材料。钴 (Co)、镍 (Ni) 和锂 (Li) 等金属的高价值使得正极回收成为重中之重。
如图 5 所示，我们分析了常见 LIB 正极类型与回收方法的关联性。磷酸铁锂 (LFP)、镍锰钴酸锂 (NMC) 和镍钴铝酸锂 (NCA) 是与电动汽车相关的三种主要正极类型。其中，LFP 和 NMC 应用广泛，文献中对其回收方法的讨论也最为普遍，总体上呈现出湿法冶金、火法冶金、混合工艺，随后是直接回收的流行趋势。关于 LFP 火法冶金的出版物略多，这很可能是因为其金属价值较低，使得湿法冶金的化学处理成本效益较低。
NCA 的使用相对较少，因此文献中对其回收的研究也较少。锰酸锂 (LMO) 是一种用于混合动力汽车或电子产品的正极，而钴酸锂 (LCO) 则用于电子设备。这些正极回收的出版物流行度也遵循上述总体趋势。
回收对决：锂离子电池回收方法的终极比较。对火法冶金、湿法冶金和直接回收的比较表明，每种方法都有其独特的优缺点（见图 6）。火法冶金能耗较高，需要大量的电力或燃料来达到所需温度，且会产生大量排放。该工艺在回收锂、铝和锰方面也存在困难，通常会形成需要进一步处理的炉渣。
湿法冶金虽然能耗较低，但会产生大量需要额外处理的液体废物。直接回收和湿法冶金可能需要根据正极类型进行定制，而火法冶金的高温工艺则能有效处理多种电池类型。归根结底，从环境或材料回收的角度来看，没有一种方法是“完美”的，但每种方法在提高电池生产的循环性方面都发挥着作用。
扩大回收的未来方向
尽管电池回收行业面临高成本、回收工艺复杂以及收集和物流分散等挑战，但得益于推动行业发展的长期趋势，其未来依然前景广阔。技术进步、数字化应用以及行业协作的加强将彻底改变这一格局，使电池回收变得更加高效且具有经济可行性。
- 通过回收技术创新解决成本与安全难题
电池回收面临诸多复杂挑战，涵盖运营效率低下、安全风险、合规性要求以及环境影响等多个方面。主要问题之一在于电池的规格、设计、成分和化学体系种类繁多且不断演变，这不仅增加了回收工艺的复杂性，还对专业技术提出了更高要求。这种复杂性，加之有毒和易燃物质的存在，往往导致回收过程能耗高昂，且必须采取代价高昂的安全措施。
政府对电池回收的资金支持是应对这些挑战的重要手段。回收技术创新及新兴技术正致力于提高金属回收率，使回收过程具备经济可行性和可持续性。例如，直接回收旨在保留材料的功能结构和化学成分，从而降低能源和环境成本。此外，深共晶溶剂（DES）和微生物浸出等新颖且前景广阔的方法尚处于早期开发阶段。在资金和政策支持下，这些技术有望走向成熟，并克服长期存在的成本与安全挑战。
- 采用数字化工具提升可追溯性与效率
人工流程往往导致材料回收率低、成本高昂以及潜在的安全隐患。此外，监管压力要求企业必须达到严格的再生材料含量和环境影响标准。数字化工具能起到什么作用？它们可用于追踪电池全生命周期的材料流向，实现电池组件拆解与分拣的自动化，并优化回收调度。例如，基于云的平台和区块链技术使企业能够追踪从收集、回收再到重新进入供应链的材料全生命周期。这一过程确保了对环境法规的合规性，并帮助利益相关者监控材料回收率和碳排放等关键指标。
- 加强价值链协作以扩大回收规模
电池回收供应链的碎片化一直是制约行业规模化发展的关键瓶颈之一。在中国，仅有25%的退役电动汽车电池通过正规渠道回收，导致回收企业难以有效把控原料的供应数量与质量。这种不稳定性阻碍了其扩大运营规模的能力。
解决这一问题的关键在于开发易于回收的电池设计。这些新进展使拆解过程更加高效且可持续。因此，材料供应商、电动汽车制造商、汽车品牌和回收企业之间的合作日益频繁。通过汇集各方专业知识，利益相关者能够更迅速地应对挑战并适应行业变革。
- 电池回收实现盈利的战略路径
电池回收的盈利能力取决于三个关键因素：回收成本、回收材料的价值以及环境效益。运输距离、人工成本、电池包设计、电池化学体系以及回收技术的选择等变量都会影响回收成本。为实现财务可行性，回收商必须专注于通过自动化降低成本，最大限度地减少运输费用，并根据回收材料的价值采用最有效的回收方法。
随着利益相关者加大对智能化解决方案的投入，我们有望迎来可持续电池管理的新时代，以支持电动汽车日益增长的需求，并为更绿色的循环经济铺平道路。锂离子电池（LIB）回收虽面临重重障碍，但也正受益于技术进步。行业协作与政府支持至关重要，随着锂离子电池回收的经济与环境效益不断提升，整个行业也将随之壮大。当下的创新正在构建一个更智能、更高效的回收链，为电池和电动汽车领域的可持续循环经济奠定基础。
如需了解更多关于锂离子电池回收的信息，请参阅CAS与德勤联合发布的最新报告
