回收电池材料比新挖的还好用：研究成果已商业落地，论文一作均为华人

动力电池回收赛道，这项新研究进展，非常值得关注:

回收废旧电池提取的阴极原材料，比新挖的材料应用效果还要好。

不仅充电速度快，循环寿命还吊打原矿材料锂电池而且这项研究成果，目前已经成功投入商用对于正在遭受电池原材料供应不稳，价格飞涨的新能源汽车行业来说，这无疑是一剂强心针

回收材料比新挖的还好用。

研究成果，出自伍斯特理工学院材料科学教授王岩和美国先进电池联盟学术团队，发表在著名学术期刊《焦耳杂志》上。

该学术团队，通过对 NMC111 锂电池阴极锰，钴，镍元素的回收，加工和再生产，发现用回收材料制造的锂电池，在循环寿命和充电速度方面，有更大的优势取得巨大突破的关键，在于王岩团队回收利用废旧锂电池的过程，与当下的主流路线有所区别

目前主流的电池回收拆解方式，简单粗暴的一锅烩，直接拆解粉碎整个电池，包括电子电路，外壳等部分，然后全部溶解在酸中，最后在一堆成分复杂的混合物中，提取出镍，钴，锰化合物，之后加入新的阴极元素。

而王岩团队对废旧电池的回收处理，则是精细化作业，首先对电池粉碎处理后，再通过物理方法，单独回收电池内部的电子电路和外壳部分剩余的电池正负极材料混合粉末，正极材料通过酸溶液进行溶解提取，去除杂质，负极材料，则以沉淀的形式进行收集

之后再对正极材料加入适当比例的镍，钴，锰，让 3 种元素的比例达到均衡，最后经过加工处理，产出阴极材料化合物颗粒，完成一次废旧电池阴极材料的生命轮回。

就在这个过程中，王岩团队有了一个极有价值的发现:通过他们的回收再利用过程，生产出的阴极材料颗粒，表面具有更多孔隙，同时颗粒中心，还有一个较大的孔隙。

这就意味着阴极晶体为锂离子提供了更大空间，当锂离子在进入其中的时候，阴极晶体可以微度膨胀，从而让回收再造的阴极晶体，相比新元素制造的阴极晶体更加牢固最后的结果就是，电池的使用寿命更持久

同时，更多的孔隙也意味着更大的表面积，可以让锂电池在充电过程中，锂离子发生更快的化学反应，从而加快锂离子电池的充电速度为了验证理论在现实中的可行性，王岩团队用回收材料制作了与电动车能量密度相同的 1Ah—11Ah 的锂电池，并进行了大规模的工业验证

验证发现，使用回收材料制作的 1Ah 锂电池，在 80% 和 70% 的容量保持率下，可实现 4200 次和 11600 次循环寿命，比最先进的商业化锂离子电池提升 33% 和 53%同时在充电速率方面，也较新矿材料制作的锂电池，有不少的提升

产业落地如何。。

目前，该研究成果，已经开启商业化落地，背后推动这一进程的，正是王岩参与创办的电池回收初创公司升腾元素。

根据消息显示，升腾元素目前已经在小范围内，向电池制造商提供回收阴极材料，并同电池巨头韩国 SK，签署电池原材料回收协议今年，升腾元素将在美国建造其第一座电池回收工厂，同时计划今年年底，在欧洲同时落地两座电池回收工厂

事实上，在电动车风头正盛的今天，看上废旧电池回收这门生意的，不止王岩教授和他的升腾元素这其中最具代表性的，是前特斯拉 CTO 施特劳贝尔，和他所创办的红木材料

但相比于升腾元素，红木材料的商业模式更加简单粗暴:上接主机厂回收电池，下联电池厂提供原材料，自己在中间，做电池原材料回收和提取，典型的 B2B 生意。

不过，红木材料的技术优势，在于原材料的提取能力上，据官方数据披露，红木材料的回收技术能够回收利用废旧电池中 95% 的的镍，钴，铝和石墨，以及超过 80% 的锂。

站在行业上来看，属于头部水平目光拉近，看向国内，电池回收生意的热度，最近几年只增不减到底有多热

国家知识产权局数据显示，最近 20 年，我国与电池回收相关专利共有 1458 件，其中 2017 年以来申请的相关专利有 1146 件，占比近 8 成。

业界来看，根据工信部公布的 47 家《新能源汽车废旧动力蓄电池综合利用行业规范条件》白名单企业中，有 42 家是最近两年拿到行业准入资格的。

同时，整个行业还还呈现出另一大特点:巨头入场，跑马圈地目前，宁德时代，格林美，比亚迪等电池制造商，以及北汽等主机厂，都已经陆陆续续跑步布局相关赛道，或亲自下场开发技术，或寻找优质标的真金白银大举投入

国外国内，伴随着电动车行业的风口，过去和捡破烂划等号的电池回收生意，如今开始走向资本和产业的庙堂。糖原本来是人体储存葡萄糖的一种正常形式，但癌细胞将过量的糖原积累起来会发生液-液相分离。

但热度之下，问题也依旧存在比如动力电池梯次利用规范不明，再比如正规军干不过黑作坊这类劣币驱除良币现象 总的来说，难题并不集中在技术上，而是在行业规范和标准的明确上

但伴随着动力电池退役高峰的来临，以及电池原材料长期高居不下的现状，这座移动的矿产蛋糕，只会越做越大，成熟的商业化模式，也会呼之欲出。

论文一作马晓途，伍斯特理工学院机械工程系博士后，研究领域包括电池材料，新能源本科毕业于吉林大学，专业是化学，2015 年进入美国史蒂文斯理工学院，主修材料工程与科学，并于 2017 年取得硕士学位，同年进入伍斯特理工学院，2021 年 9 月获得材料工程与科学博士学位

共同一作陈梦圆，伍斯特理工学院材料工程与科学在读博士，主要研究锂离子电池，以及电池回收本科毕业于中国科学技术大学，2013 年考入纽约州立大学石溪分校，并在 2015 年取得硕士学位，隔年考入伍斯特理工学，同时加入王岩教授课题组

共同一作郑长峰，升腾元素公司高级电池材料工程师本科毕业于天津大学，主修电气化学，2008 年考入在新加坡国立大学，主修生物分子工程，并于 2011 年取得硕士学位，同年进入伍斯特理工学院，主修材料工程与科学，2015 年取得博士学位2017 年加入 Ascend Elements 公司

话说回来，最近电动车行业的涨价潮，不也是因为电池原材料供应不稳定，价格飙升引起的这个时间点，这项研究成果的价值表露无疑:如果真的能大规模商业化的话，这么大一个电池优质原材料「移动矿」，说不定有希望解决电池原材料困局，你说呢

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