當(dāng)新能源汽車(chē)駛?cè)肭Ъ胰f(wàn)戶(hù)，當(dāng)儲(chǔ)能電站遍布隴原大地，一個(gè)關(guān)乎產(chǎn)業(yè)未來(lái)與生態(tài)安全的命題愈發(fā)緊迫：海量退役電池何去何從？

在蘭州理工大學(xué)的實(shí)驗(yàn)室里，一支深耕電化學(xué)儲(chǔ)能領(lǐng)域近二十年的團(tuán)隊(duì)，以磷基鋰鹽技術(shù)為鑰，打開(kāi)了退役電池電解液“回收-轉(zhuǎn)化-再利用”的全閉環(huán)通道，不僅破解了傳統(tǒng)鋰電回收高污染、高能耗、低附加值的行業(yè)痛點(diǎn)，更構(gòu)建起“退役-萃取-轉(zhuǎn)化-再生”的綠色循環(huán)體系，讓氟、磷等危險(xiǎn)污染物變廢為寶，讓?xiě)?zhàn)略鋰資源實(shí)現(xiàn)高效循環(huán)，為我國(guó)新能源產(chǎn)業(yè)強(qiáng)鏈、補(bǔ)鏈、延鏈提供了堅(jiān)實(shí)支撐。

如今，這項(xiàng)技術(shù)從實(shí)驗(yàn)室走向生產(chǎn)線(xiàn)，在國(guó)家“雙碳”戰(zhàn)略與資源安全大局中，寫(xiě)下了一份創(chuàng)新答卷。

時(shí)代之問(wèn)：鋰電退役潮涌 回收困境亟待破局

我國(guó)新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)邁入高速發(fā)展期，數(shù)據(jù)勾勒出清晰的產(chǎn)業(yè)脈絡(luò)：2016年，新能源汽車(chē)銷(xiāo)量突破50萬(wàn)輛，2018年首破百萬(wàn)輛，截至2025年底，全國(guó)新能源汽車(chē)保有量已達(dá)?4397萬(wàn)輛?，占汽車(chē)總量的12.01%，其中純電動(dòng)汽車(chē)保有量為3022萬(wàn)輛，占新能源汽車(chē)總量的68.74%，動(dòng)力電池裝車(chē)量穩(wěn)居全球首位。

按照乘用車(chē)動(dòng)力電池8年或12萬(wàn)公里質(zhì)保周期，剛剛過(guò)去的2025年成為我國(guó)動(dòng)力電池規(guī)?；艘鄣年P(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，預(yù)計(jì)全年退役量達(dá)近百萬(wàn)噸，到2030年，這一數(shù)字將突破300萬(wàn)噸，鋰電池拆解回收市場(chǎng)規(guī)模有望超千億元。

然而，龐大的退役體量背后，是不容忽視的環(huán)保壓力與資源挑戰(zhàn)。

一塊20克的手機(jī)電池可污染1平方公里土地長(zhǎng)達(dá)50年，數(shù)百公斤重的新能源汽車(chē)動(dòng)力電池，若處置不當(dāng)，其含有的重金屬、電解液溶質(zhì)、有機(jī)溶劑將對(duì)土壤、水源造成不可逆破壞。

傳統(tǒng)回收工藝多采用火法、濕法等路徑，450℃以上高溫會(huì)導(dǎo)致電解液分解，釋放氟化物等有毒廢氣，不僅帶來(lái)二次污染，更造成資源浪費(fèi)。與此同時(shí)，我國(guó)鋰資源對(duì)外依存度較高，退役電池中蘊(yùn)含的大量鋰、磷、氟等戰(zhàn)略資源，若不能高效回收利用，將制約新能源產(chǎn)業(yè)長(zhǎng)期穩(wěn)定發(fā)展。

“傳統(tǒng)電解液溶質(zhì)六氟磷酸鋰熱穩(wěn)定性差、安全隱患突出，且易水解產(chǎn)生氫氟酸，既影響電池性能，又威脅生態(tài)環(huán)境?！碧m州理工大學(xué)石油化工學(xué)院院長(zhǎng)、電化學(xué)儲(chǔ)能技術(shù)與工程團(tuán)隊(duì)帶頭人、博士生導(dǎo)師李世友坦言，團(tuán)隊(duì)最初聚焦磷基鋰鹽研發(fā)，正是瞄準(zhǔn)傳統(tǒng)鋰鹽的性能短板與環(huán)保隱患。

隨著退役電池潮來(lái)臨，團(tuán)隊(duì)迅速調(diào)整研究方向，將前期鋰鹽合成技術(shù)與退役電池回收需求相結(jié)合，在國(guó)家自然科學(xué)基金、甘肅省科技重大專(zhuān)項(xiàng)等項(xiàng)目支持下，踏上了“磷基鋰鹽技術(shù)閉環(huán)革新”的攻堅(jiān)之路。

這支組建于2008年的科研團(tuán)隊(duì)，由9位核心教師與40余名碩博研究生組成，多年來(lái)緊扣“雙碳”戰(zhàn)略與產(chǎn)業(yè)安全需求，主攻鋰/鈉離子電池關(guān)鍵材料、新型鋰鹽與電解液、電池失效分析及修復(fù)技術(shù)。

團(tuán)隊(duì)分工明確、協(xié)同高效：李世友深耕鋰鹽合成與產(chǎn)業(yè)化研究，把握技術(shù)總體方向；碩士研究生導(dǎo)師趙冬妮聚焦電池回收與高值化轉(zhuǎn)化，攻克工藝難題；碩士研究生導(dǎo)師王鵬負(fù)責(zé)電化學(xué)測(cè)試與失效機(jī)制分析，提供理論支撐。

經(jīng)過(guò)多年積淀，團(tuán)隊(duì)具備了從基礎(chǔ)研究到工程化應(yīng)用的全鏈條創(chuàng)新能力。

科研攻堅(jiān)：突破技術(shù)壁壘 閉環(huán)路徑逐步成型

技術(shù)創(chuàng)新從來(lái)不是一帆風(fēng)順，跨學(xué)科、跨領(lǐng)域的磷基鋰鹽閉環(huán)技術(shù)，更是面臨機(jī)理研究、工藝優(yōu)化、產(chǎn)業(yè)適配等多重挑戰(zhàn)。

團(tuán)隊(duì)成員坦言，研發(fā)過(guò)程中最大的難點(diǎn)，并非單一技術(shù)環(huán)節(jié)突破，而是機(jī)理構(gòu)建、工藝驗(yàn)證、規(guī)模化放大的系統(tǒng)性難題，實(shí)驗(yàn)室成果與工業(yè)生產(chǎn)的耦合適配，更是決定技術(shù)能否落地的關(guān)鍵。

退役電池電解液回收，是閉環(huán)技術(shù)的第一道關(guān)卡。傳統(tǒng)高溫處理、超臨界萃取等技術(shù)，或存在高污染、高能耗，或設(shè)備要求嚴(yán)苛、成本高昂，難以大規(guī)模推廣。

團(tuán)隊(duì)潛心攻關(guān)，研發(fā)出以四氟乙烷為主溶劑的無(wú)毒、不燃、低沸點(diǎn)亞臨界浸取體系，在15—40℃、0.6—0.8MPa的溫和條件下，通過(guò)低溫萃取實(shí)現(xiàn)電解液高效分離。

“這項(xiàng)技術(shù)核心優(yōu)勢(shì)在于全程低溫、惰性萃取，溫度遠(yuǎn)低于六氟磷酸鋰熱解溫度與電解液沸點(diǎn)，不破壞正負(fù)極材料、銅鋁箔等組分理化特性，實(shí)現(xiàn)了電解液與固體組分的無(wú)損分離?！壁w冬妮介紹，與傳統(tǒng)火法相比，該技術(shù)徹底避免高溫廢氣污染，能耗大幅降低，與超臨界二氧化碳萃取相比，操作壓力更低，設(shè)備投入減少，對(duì)電解液成分選擇性更強(qiáng)，為后續(xù)高值化轉(zhuǎn)化奠定基礎(chǔ)。

電解液成功回收后，如何將普通六氟磷酸鋰轉(zhuǎn)化為高附加值產(chǎn)品，成為技術(shù)突破的核心。

團(tuán)隊(duì)依托自主研發(fā)專(zhuān)利，創(chuàng)新采用轉(zhuǎn)化工藝，將回收電解液中的六氟磷酸鋰與自制中間體雙（三甲基硅）草酸酯按特定比例混合，在一定溫度的密封干燥條件下反應(yīng)數(shù)小時(shí)，精準(zhǔn)轉(zhuǎn)化為二氟草酸磷酸鋰等氟代磷基鋰鹽，產(chǎn)物純度高達(dá)99%以上，產(chǎn)品價(jià)值從約17萬(wàn)元/噸提升至70萬(wàn)元/噸，實(shí)現(xiàn)了資源價(jià)值的跨越式增長(zhǎng)。

研發(fā)過(guò)程中，氟、磷污染物管控是必須守住的環(huán)保底線(xiàn)。團(tuán)隊(duì)通過(guò)分子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，將易水解的氟、磷元素穩(wěn)定結(jié)合在高附加值鋰鹽分子中，從源頭阻斷有害物排放。同時(shí)，全程密閉反應(yīng)，副產(chǎn)物可循環(huán)利用，未反應(yīng)物留存體系內(nèi)，配合干燥裝置嚴(yán)格控制水分，實(shí)現(xiàn)氟、磷污染物“零外泄”。

數(shù)據(jù)顯示，該技術(shù)每處理1噸退役鋰電池，可減少氟及氟化物排放0.012噸，按2025年82萬(wàn)噸退役量計(jì)算，全年可減排氟化物9480噸，減排效率較傳統(tǒng)工藝提升80%—95%，徹底實(shí)現(xiàn)從“末端治理”到“源頭控制”的綠色轉(zhuǎn)型。

面對(duì)機(jī)理模糊、放大困難等瓶頸，團(tuán)隊(duì)堅(jiān)持“機(jī)理—工藝—裝備”一體化協(xié)同攻關(guān)，借助量子化學(xué)虛擬篩選、熱力學(xué)參數(shù)優(yōu)化等手段，優(yōu)選轉(zhuǎn)化劑與工藝參數(shù)。同時(shí)，主動(dòng)對(duì)接企業(yè)需求，針對(duì)工業(yè)生產(chǎn)中熱量分布不均、物料混合不充分等問(wèn)題，優(yōu)化設(shè)備結(jié)構(gòu)，穩(wěn)定生產(chǎn)指標(biāo)。

團(tuán)隊(duì)2003年起開(kāi)展鋰鹽合成研究，2010年承擔(dān)國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目，二十年深耕積累的理論與工程經(jīng)驗(yàn)，為此次技術(shù)突破提供了堅(jiān)實(shí)支撐。

產(chǎn)學(xué)研用：技術(shù)落地生根 產(chǎn)業(yè)賦能成效顯著

科研成果只有走出實(shí)驗(yàn)室，才能真正釋放價(jià)值。蘭州理工大學(xué)磷基鋰鹽閉環(huán)技術(shù)，通過(guò)“產(chǎn)學(xué)研用”協(xié)同模式，成功在甘肅電氣裝備集團(tuán)生物科技工程有限公司、金川公司等企業(yè)轉(zhuǎn)化應(yīng)用，構(gòu)建起“實(shí)驗(yàn)室小試—40L中試—噸級(jí)批生產(chǎn)—千噸級(jí)產(chǎn)線(xiàn)”的完整產(chǎn)業(yè)化路徑。

如今，合作模式已然清晰高效：蘭州理工大學(xué)負(fù)責(zé)技術(shù)研發(fā)與專(zhuān)利支撐，授權(quán)發(fā)明專(zhuān)利“廢舊鋰離子電池回收電解液制備氟代草酸磷酸鹽的方法”等19項(xiàng)核心專(zhuān)利，覆蓋回收、轉(zhuǎn)化、再生全流程；相關(guān)企業(yè)作為產(chǎn)業(yè)化主體，負(fù)責(zé)建設(shè)規(guī)模化生產(chǎn)線(xiàn)，推進(jìn)技術(shù)工程化落地。

可以說(shuō)，團(tuán)隊(duì)以企業(yè)實(shí)際需求反向優(yōu)化工藝，根據(jù)原料特性調(diào)整溶劑回收、脫水預(yù)處理等參數(shù)，確保了技術(shù)適配工業(yè)生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)了節(jié)能、減排、降本多重目標(biāo)。

2022年，合作企業(yè)累計(jì)處理磷酸鐵鋰電池1130噸、三元鋰電池24.6噸，電解液平均回收率達(dá)98.11%，溶劑損耗僅1.96公斤/噸電池，回收電解液組分穩(wěn)定，成功制備出純度99.2%的二氟草酸磷酸鋰。

企業(yè)反饋，該技術(shù)無(wú)需高溫能耗，溶劑損耗極低，氟磷污染物源頭管控，生產(chǎn)成本顯著降低，環(huán)保效益與經(jīng)濟(jì)效益雙豐收。

轉(zhuǎn)化后的氟代磷基鋰鹽作為電解液添加劑，僅需添加 0.5%—1.0%，即可在電池正/負(fù)極表面形成穩(wěn)定界面膜，抑制副反應(yīng)、減少產(chǎn)氣，提升電池在高電壓、高低溫等極端工況下的循環(huán)穩(wěn)定性與安全性，能量密度提升5%，性能優(yōu)于傳統(tǒng)添加劑，為動(dòng)力電池與儲(chǔ)能電池品質(zhì)升級(jí)提供支撐。

規(guī)?；瘧?yīng)用的同時(shí)，團(tuán)隊(duì)也清晰認(rèn)識(shí)到行業(yè)現(xiàn)存問(wèn)題：退役電池運(yùn)輸存儲(chǔ)中水泡放電等不規(guī)范操作，導(dǎo)致原料含水率超標(biāo)、電解液受損；全鏈條數(shù)字化監(jiān)管體系有待完善，回收渠道規(guī)范化程度不足。

對(duì)此，團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人李世友表示，未來(lái)將持續(xù)優(yōu)化工藝，適配復(fù)雜原料工況，同時(shí)積極建言獻(xiàn)策，推動(dòng)退役電池回收全流程標(biāo)準(zhǔn)化、綠色化。

目前，團(tuán)隊(duì)正與金川金科資源循環(huán)科技有限公司深化合作，與寧德時(shí)代、比亞迪、浙江大象等行業(yè)頭部企業(yè)開(kāi)展技術(shù)交流，計(jì)劃將技術(shù)拓展至過(guò)期電解液高值化、電池檢測(cè)修復(fù)、全組分回收等領(lǐng)域，進(jìn)一步擴(kuò)大應(yīng)用版圖，賦能新能源產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。

使命擔(dān)當(dāng)：閉環(huán)革新利國(guó)利民 科技護(hù)航綠色未來(lái)

從實(shí)驗(yàn)室的精密反應(yīng)，到生產(chǎn)線(xiàn)的穩(wěn)定運(yùn)行，蘭州理工大學(xué)磷基鋰鹽技術(shù)閉環(huán)革新，不僅是一項(xiàng)工藝突破，更是我國(guó)退役鋰電池綠色回收的路徑創(chuàng)新。

所謂“閉環(huán)”，即實(shí)現(xiàn)磷元素從退役電池電解液回收，到高值化氟代磷基鋰鹽轉(zhuǎn)化，再到新電池電解液再生的全流程循環(huán)，覆蓋“回收—轉(zhuǎn)化— 利用”每一環(huán)節(jié)，讓資源永不浪費(fèi)，讓污染無(wú)處遁形。

從破解單一技術(shù)難題，到構(gòu)建全鏈條資源閉環(huán)，電化學(xué)儲(chǔ)能技術(shù)與工程團(tuán)隊(duì)以磷基鋰鹽閉環(huán)革新技術(shù)，為退役鋰電池綠色高效回收提供了“蘭理工方案”。站在產(chǎn)業(yè)發(fā)展高度，這項(xiàng)技術(shù)意義深遠(yuǎn)：它破解了我國(guó)鋰資源短缺的瓶頸，通過(guò)內(nèi)部循環(huán)提升戰(zhàn)略資源自主可控率，筑牢新能源產(chǎn)業(yè)資源安全防線(xiàn)；它延伸了鋰電產(chǎn)業(yè)鏈條，將普通鋰鹽轉(zhuǎn)化為高附加值產(chǎn)品，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)向高端化、綠色化轉(zhuǎn)型。

針對(duì)行業(yè)發(fā)展，團(tuán)隊(duì)還提出四點(diǎn)建議：加快智能化拆解技術(shù)研發(fā)，提升回收效率與安全性；加大鋰資源高效回收技術(shù)投入，實(shí)現(xiàn)戰(zhàn)略資源“循環(huán)盡用”；推進(jìn)電極材料、電解液、集流體全組分回收，杜絕資源浪費(fèi)；打造西部“風(fēng)光基地+回收?qǐng)@區(qū)”耦合模式，以綠電支撐綠色回收，形成可復(fù)制的全國(guó)示范。

如今，電化學(xué)儲(chǔ)能技術(shù)與工程團(tuán)隊(duì)立足甘肅、放眼全國(guó)，聚焦新能源產(chǎn)業(yè)需求，培養(yǎng)兼具理論功底與實(shí)踐能力的碩博人才，鼓勵(lì)學(xué)生將個(gè)人成長(zhǎng)與國(guó)家命運(yùn)結(jié)合，通過(guò)學(xué)術(shù)交流、校企實(shí)踐等方式，打造高素質(zhì)科研梯隊(duì)。

“保障戰(zhàn)略資源安全，推進(jìn)綠色發(fā)展，守護(hù)‘鋰’想藍(lán)天，是我們的使命與擔(dān)當(dāng)。”負(fù)責(zé)人李世友的話(huà)語(yǔ)，道出了整個(gè)團(tuán)隊(duì)的初心與堅(jiān)守。