随着依赖锂离子电池 (LIB) 的电动汽车 (EV) 和电子设备的激增，扩大电池回收流程的规模变得至关重要。回收对于削减废弃物、回收有价值的材料并最大限度降低环境影响至关重要。通过实施扶持政策、扩大先进技术投资和推动协同合作，电池回收行业可以建立循环经济模式，以此应对资源短缺问题并助力减少碳排放。

锂离子电池回收的现状

随着政府和企业采取行动应对持续攀升的电池回收需求，全球锂离子电池 (LIB) 回收行业蓬勃发展。截至 2025 年，现有设施的回收产能约为 160 万吨/年。待规划设施建成后，预计回收产能将超过 300 万吨/年。

电池回收市场的发展主要受以下因素推动：环境法规持续收紧、电动汽车行业提出供应链脱碳需求、退役电池数量日益增加以及对锂、钴、镍等关键关键原材料的需求不断上升。让我们深入解析这些驱动因素：

相关法规和合规要求持续收紧 

生产者责任延伸、危险废物管理和报废回收等强制性要求对行业产生了直接影响。健全完善的回收政策可以预防废旧锂电池带来的安全问题，避免可复用材料的损失，同时促进稀缺资源回收。此外，循环经济政策、行业标准和政府资助也为行业发展提供了动力。如图 1 所示，美国、欧盟和亚洲国家（中国、韩国和印度）在过去十年间中针对锂离子电池回收推行的相关政策。纵观世界各国，中国一直是应对锂离子电池回收问题的积极行动者，提出并落实了多项政策。

汽车制造商将供应链脱碳列为优先事项 

虽然电动汽车在行驶过程中不会因使用燃料产生直接的尾气排放而往往被视为清洁环保，但锂电池的生产却是一个高碳排放过程。锂电池生产约占电动汽车制造过程碳排放总量的40%-60%。开采和精炼其必需的矿物，如锂、镍和钴，会排放大量的二氧化碳。

面对不断提升的来自监管机构、投资者和利益相关者在削减碳足迹方面的压力，领先汽车制造商正寻求整体减少排放。电池回收和原材料再生是实现脱碳的重要一环。此外，电池回收还有助于减少运输、制造等环节的能源消耗和碳排放。根据弗劳恩霍夫材料周期和资源策略研究所（Fraunhofer IWKS）的一篇研究论文显示，每回收 1 千克锂电池可减少 2.7 至 4.6 千克二氧化碳当量排放。

电池退役潮将至  

简单来说，道路上的电动汽车越多，流通中的电池就越多。因为锂电池的性能会随使用时间的增加而逐渐衰减，按照目前的技术，动力电池的平均使用年限通常在为5到8年之间。这意味着，首批投入市场的动力电池即将迎来“退役潮”。 

根据 测算， 2021 年至 2030 年期间，动力电池报废量将以 43% 的复合年均增长率快速增长，到 2030 年将达到 1483 GWh/年（见图 2）。作为全球电动汽车市场的引领着，中国同样有望在电池回收领域拔得头筹，届时中国将占领全球电池回收产能的70%左右。

随着越来越多的电池退役，防止这些报废电池进入废弃物流中至关重要，避免造成环境污染。电池生产商也在寻求回收其原材料用于新电池的生产。

回收利用以弥补关键原材料的潜在供应缺口

锂电池行业的发展仍然受限于上游关键矿物的供应。根据国际能源署的预测，在 2050 年实现净零排放的情景下，到 2040 年全球锂需求量将达到 143.1 万吨，相比当前水平高出七倍。此外，预计到2040年全球镍和钴的需求量将翻一番，分别达到 638.6 万吨和 47.2 万吨。

尽管对关键矿物的需求激增，但扩大采矿和精炼产能需要投入大量资金并经历长达数年的开发周期。电池回收为锂电池行业开辟了一条新路径来减少对传统原材料开采的依赖并降低未来供应中断的风险。 

改进锂离子电池回收的技术创新

我们依托 CAS 内容合集™（全球最大的人工编辑科学信息存储库之一），深入了解电池回收技术的发展轨迹。以下是我们分析的关键要点：

了解全球领导者和技术创新趋势：锂电池回收领域的专利与期刊出版物比例高达 2:1，远超常规比例（1:5），表明该领域具有较高的商业价值（图 3A）。此外，如图 3B 所示，我们针对出版物地域分布情况的分析显示，亚洲国家在该领域处于主导地位。中国已成为领头羊，日本和韩国紧随其后，美国和德国也占有重要位置。

锂电池回收仍以火法冶金和湿法冶金为主导。锂电池的主要回收工艺包括火法冶金、湿法冶金和直接回收。火法冶金依靠高温处理，湿法冶金使用化学溶剂，直接回收旨在保留电极的化学结构。采用这些方法回收的金属具有不同的化学成分。通过火法冶金回收的合金金属多为合金形态，通常需要进一步的化学加工，这就催生了将湿法冶金与火法冶金相结合的混合工艺。

图 4：基于 CAS 内容合集中的数据，展示了火法冶金、湿法冶金和直接回收领域出版文献数量的变化趋势。整体出版物数量的增长，突显了锂电池回收在全球范围内的重要性不断上升，而专利数量则反映了该领域具有较高的商业化价值。具体而言，湿法冶金方面的出版物数量略微领先于火法冶金，而直接回收领域的出版物则明显滞后。此外，湿法冶金在期刊出版物中占比较高，表明业界在该领域进行了大量的基础研究，重点探索创新、高效、环保且具有成本效益的化学工艺。

锂电池正极材料回收的重要价值。回收工艺的选择通常与电池组件类型和回收材料有关。钴、镍和锂等高价值金属使得正极材料回收成为重中之重。

图 5 展示了常见锂电池正极材料类型及其对应的回收工艺。磷酸铁锂（LFP）电池、镍钴锰酸锂 (NMC) 电池和镍钴铝酸锂 (NCA) 电池常用于电动汽车。其中，LFP电池和NMC电池已实现广泛应用，相关文献对其回收工艺也有大量讨论，这些方法按应用广泛度排序依次为湿法冶金、火法冶金、混合方法和直接回收。LFP电池更适合火法冶金方法，这可能是由于其所含金属价值较低，导致通过湿法冶金方法对其进行化学处理的成本效益较低。

NCA 电池的使用相对较少，因此相关文献对其回收利用的研究也较少。锰酸锂 (LMO) 电池通常用于混合动力汽车或电子设备，而钴酸锂 (LCO) 电池则主要用于电子设备。这些正极材料回收工艺的应用程度也遵循上述趋势。

锂电池回收工艺综合对比。对火法冶金、湿法冶金和直接回收进行对比后可以发现，每种方法都有明显的优缺点（见图 6）。火法冶金能耗较高，需消耗大量电力或燃料才能达到所需温度，并且废气排放量较大。通过火法冶金难以回收锂、铝和锰，这些物质通常会形成需要进一步加工的炉渣。

湿法冶金虽然能耗较低，但会产生大量需要进一步处理的废液。直接回收和湿法冶金的工艺流程可能需要根据正极材料类型进行调整，但火法冶金的高温处理方式可以有效处理各类电池。整体来说，从环境或材料回收的角度来看，没有一种方法是“完美”的，但每种方法都在改善电池生产的循环性方面有其作用。

前景展望  

尽管电池回收行业目前面临诸多挑战，包括回收成本居高不下、回收过程错综复杂、收集和物流体系较为分散，但在长期趋势的持续驱动下，电池回收行业的发展前景依然广阔。技术的进步、数字化技术的应用以及行业合作的加强将会提高电池回收的效率和经济可行性。

1. 借助回收技术创新解决成本和安全问题  

电池回收面临着一系列复杂挑战，涉及作业效率、安全风险、监管合规和环境影响等多个方面。其中一项主要挑战在于电池的形态、设计、组成和化学成分多种多样且不断变化，导致回收过程错综复杂，需要使用特定技术。此外，由于存在有毒和易燃物质，回收过程往往能耗较高，且需采取成本高昂的安全措施。

政府对电池回收的资助是应对这些挑战的重要工具。回收技术创新和新兴技术发展的重点在于提高金属回收率，并使回收过程更具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，以降低能源和环境成本。此外，深共晶溶剂 (DES) 和生物浸出等具有广阔应用潜力的新方法处于早期开发阶段。在资金和支持的帮助下，这些技术可以变得更加成熟，并克服持续的成本和安全挑战。

2. 利用数字工具提高可追溯性和回收效率

传统人工流程往往意味着较低的回收率、较高的成本以及潜在的安全隐患。此外，迫于监管压力，企业必须遵循材料回收率和环境影响方面的严格标准。就此而言，数字工具如何提供帮助？数字工具可以用于材料全生命周期追踪、自动分拣和拆解，以及回收流程优化。例如，企业可以利用云平台和区块链技术对电池材料进行全生命周期追踪，从收集到回收再到重新融入供应链的每一步都清晰可见。这不仅确保企业符合环保法规，并帮助利益相关者监控材料回收率和碳排放量等关键指标。

3. 通过跨产业链合作扩大业务规模

分散的电池回收链一直是电池回收产业扩大规模的主要障碍之一。在中国，目前只有25%的退役动力电池通过正规渠道被回收，导致回收公司对原材料数量和质量的控制较为有限。进而阻碍了其有效扩大业务规模。

解决这一问题的关键在于电池循环设计的发展。设计易于回收的电池将有助于提高拆解过程的效率和可持续性。因此，材料供应商、电动汽车制造商、汽车品牌和回收公司之间的合作日益紧密。通过汇集专业力量，这些利益相关者能够迅速应对挑战并适应行业变化。

4. 电池回收行业实现盈利的战略路径  

电池回收业务的盈利能力取决于三个关键因素：回收成本、回收材料的价值和环境效益。影响回收成本的变量包括运输距离、劳动力成本、电池包设计、电池化学成分和回收工艺选择等。为确保经济可行性，回收商可以寻求利用自动化技术降低成本，同时尽量缩减运输费用，并根据回收材料的价值选择最有效的回收工艺。

随着利益相关者纷纷投资于智能解决方案，我们或将进入可持续电池管理新时代，不仅能够满足日益增长的电动汽车装机需求，也将为迈向绿色循环经济铺平道路。锂电池回收面临诸多障碍，但依然有望从技术进步中受益。行业合作和政府支持也至关重要，随着锂电池回收的经济和环境效益不断增长，整个行业也将随之发展。这些创新成果共同打造了一个更加智能、高效的回收产业链，为电池和电动汽车行业迈向可持续循环经济奠定了坚实基础。

有关锂离子电池回收的更多信息，请查看 CAS 和德勤中国最近携手发布的报告