综述：废旧锂电池的回收技术：闭环降解利用与非闭环高价值利用的经济与环境影响评估

《Journal of Energy Storage》：Recycling technology of spent lithium batteries: Economic and environmental impact assessment of closed-loop degradation utilization and non-closed-loop high-value utilization

锂离子电池回收技术系统综述，提出闭环（资源再生利用）与非闭环（高附加值材料制备）双轨技术框架。闭环技术涵盖拆解再生（水冶金、火冶金、直接再生、电化学再生）与梯次利用（储能电站、低速电动车），面临工艺成熟度低、逆向物流成本高、分选精度不足等问题，需通过机器学习优化分选模型。非闭环技术聚焦钴、镍、锂等战略金属深加工为催化剂、吸附剂等高值产品，但存在性能稳定性差、规模化生产难等瓶颈。研究建立 techno-economic 可行性模型与生命周期环境影响评估体系，揭示双轨技术协同发展机制，为产业可持续发展提供决策依据。

　　

张慧中|曾静|韩忠亚

中国温州市浙江安全技术学院学术事务办公室，325016

摘要

随着新能源汽车数量的增加，大量车载锂电池已进入报废阶段。如何妥善处理这些废旧锂电池已成为一个社会性挑战。废旧锂电池的回收技术采用了“闭环”和“非闭环”两种模式。闭环回收的目标是将报废锂电池材料重新转化为相同或类似的电池材料，实现循环利用。常见的回收技术包括火法冶金、湿法冶金和直接再生。非闭环回收不直接使用回收材料制造新电池，而是将有价值的元素转化为其他高附加值产品，更注重对材料特性的深入探索和充分利用。本文系统回顾了废旧锂电池闭环和非闭环回收的双重技术框架，并进行了技术经济可行性分析和环境影响评估。闭环回收旨在最大化资源循环利用，包括级联利用和再生利用。级联利用根据电池剩余容量对报废电池进行降级或资源化再利用，但面临技术不成熟、逆向物流不完善和成本高等挑战。测试、筛选和重组等关键环节亟需优化，引入机器学习以提高分选精度是一个重要的研究方向。再生利用技术包括湿法冶金、火法冶金、直接再生和电化学回收，每种技术都有其优缺点。非闭环回收技术将废旧锂电池转化为高附加值产品，如催化剂、吸附剂和储能电极，但存在性能稳定性、大规模生产和材料特性调控等方面的挑战。本文为锂电池的可持续发展提供了全面的技术经济可行性分析和环境影响评估。

引言

在当前环保理念深入人心的时代，能源结构正在加速转型，新能源汽车凭借其绿色和低碳优势在全球范围内得到大力推广。作为新能源汽车的核心组成部分，动力电池在回收后将无法再满足其能源和动力需求[1]。随着新能源汽车数量的持续增加，大量使用的锂电池也逐渐进入报废期。如何妥善处理这些废旧锂电池已成为社会面临的一大挑战。2025年中国应对气候变化的政策和行动年度报告显示，中国新能源汽车市场规模逐年增长，已占全球总量的近一半（见图1）。然而，中国废旧锂电池的实际回收率并不高，实际回收量不到理论回收量的一半，大量废旧锂电池未被回收再利用[2]。如果处理不当，不仅会造成资源浪费，还可能引发环境污染问题，对生态环境和人类健康构成潜在威胁[3]。

锂电池回收和利用的发展路径呈现出“闭环回收”与“非闭环回收”并行的特点，两者在资源循环逻辑、技术路径选择和价值实现方面存在显著差异，同时通过工艺互补形成内在联系。闭环回收侧重于“资源-产品-可再生资源”的闭环，旨在最大化动力电池的全生命周期价值。其技术体系包括级联利用和再生利用两个核心领域[4]、[5]、[6]。级联利用根据电池剩余容量进行降级或资源化再利用，但面临技术不成熟、逆向物流成本高和重组效率低等挑战。需要通过集成机器学习算法优化电池状态评估模型和提高分选自动化程度来降低成本[8]。再生利用技术如湿法冶金、火法冶金、直接再生和电化学回收各有优缺点。非闭环回收技术将废旧锂电池转化为高附加值产品，如催化剂、吸附剂和储能电极，但存在性能稳定性、大规模生产和材料特性调控等问题。本文为锂电池的可持续发展提供了全面的技术经济可行性分析和环境影响评估。

引言

在当前环保理念深入人心的时代，新能源汽车凭借其绿色和低碳优势在全球得到大力推广。作为新能源汽车的核心组成部分，动力电池在回收后将无法再满足其能源和动力需求[1]。随着新能源汽车数量的持续增加，大量使用的锂电池也逐渐进入报废期。如何妥善处理这些废旧锂电池已成为社会面临的一大挑战。2025年中国应对气候变化的政策和行动年度报告显示，中国新能源汽车市场规模逐年增长，已占全球总量的近一半（见图1）。然而，中国废旧锂电池的实际回收率并不高，实际回收量不到理论回收量的一半，大量废旧锂电池未被回收再利用[2]。如果处理不当，不仅会造成资源浪费，还可能引发环境污染问题，对生态环境和人类健康构成潜在威胁[3]。

锂电池回收和利用的发展路径呈现出“闭环回收”与“非闭环回收”并行的特点，两者在资源循环逻辑、技术路径选择和价值实现方面存在显著差异，同时通过工艺互补形成内在联系。闭环回收侧重于“资源-产品-可再生资源”的闭环，旨在最大化动力电池的全生命周期价值。其技术体系包括级联利用和再生利用两个核心领域[4]、[5]、[6]。级联利用根据电池剩余容量进行降级或资源化再利用，但面临技术不成熟、逆向物流成本高和重组效率低等挑战。需要通过集成机器学习算法优化电池状态评估模型和提高分选自动化程度来降低成本[8]。再生利用技术如湿法冶金、火法冶金、直接再生和电化学回收各有优缺点。非闭环回收技术将废旧锂电池转化为高附加值产品，如催化剂、吸附剂和储能电极，但存在性能稳定性、大规模生产和材料特性调控等问题。本文为锂电池的可持续发展提供了全面的技术经济可行性分析和环境影响评估。

介绍

在当前环保理念深入人心的时代，新能源汽车凭借其绿色和低碳优势在全球范围内得到大力推广。作为新能源汽车的核心组成部分，动力电池在回收后将无法再满足其能源和动力需求[1]。随着新能源汽车数量的持续增加，大量使用的锂电池也逐渐进入报废期。如何妥善处理这些废旧锂电池已成为社会面临的一大挑战。2025年中国应对气候变化的政策和行动年度报告显示，中国新能源汽车市场规模逐年增长，已占全球总量的近一半（见图1）。然而，中国废旧锂电池的实际回收率并不高，实际回收量不到理论回收量的一半，大量废旧锂电池未被回收再利用[2]。如果处理不当，不仅会造成资源浪费，还可能引发环境污染问题，对生态环境和人类健康构成潜在威胁[3]。

锂电池回收和利用的发展路径呈现出“闭环回收”与“非闭环回收”并行的特点，两者在资源循环逻辑、技术路径选择和价值实现方面存在显著差异，同时通过工艺互补形成内在联系。闭环回收侧重于“资源-产品-可再生资源”的闭环，旨在最大化动力电池的全生命周期价值。其技术体系包括级联利用和再生利用两个核心领域[4]、[5]、[6]。级联利用根据电池剩余容量进行降级或资源化再利用，但面临技术不成熟、逆向物流成本高和重组效率低等挑战。需要通过集成机器学习算法优化电池状态评估模型和提高分选自动化程度来降低成本[8]。再生利用技术如湿法冶金、火法冶金、直接再生和电化学回收各有优缺点。非闭环回收技术将废旧锂电池转化为高附加值产品，如催化剂、吸附剂和储能电极，但存在性能稳定性、大规模生产和材料特性调控等问题。本文为锂电池的可持续发展提供了全面的技术经济可行性分析和环境影响评估。

引言

在当前环保理念深入人心的时代，新能源汽车凭借其绿色和低碳优势在全球范围内得到大力推广。作为新能源汽车的核心组成部分，动力电池在回收后将无法再满足其能源和动力需求[1]。随着新能源汽车数量的持续增加，大量使用的锂电池也逐渐进入报废期。如何妥善处理这些废旧锂电池已成为社会面临的一大挑战。2025年中国应对气候变化的政策和行动年度报告显示，中国新能源汽车市场规模逐年增长，已占全球总量的近一半（见图1）。然而，中国废旧锂电池的实际回收率并不高，实际回收量不到理论回收量的一半，大量废旧锂电池未被回收再利用[2]。如果处理不当，不仅会造成资源浪费，还可能引发环境污染问题，对生态环境和人类健康构成潜在威胁[3]。

锂电池回收和利用的发展路径呈现出“闭环回收”与“非闭环回收”并行的特点，两者在资源循环逻辑、技术路径选择和价值实现方面存在显著差异，同时通过工艺互补形成内在联系。闭环回收侧重于“资源-产品-可再生资源”的闭环，旨在最大化动力电池的全生命周期价值。其技术体系包括级联利用和再生利用两个核心领域[4]、[5]、[6]。级联利用根据电池剩余容量进行降级或资源化再利用，但面临技术不成熟、逆向物流成本高和重组效率低等挑战。需要通过集成机器学习算法优化电池状态评估模型和提高分选自动化程度来降低成本[8]。再生利用技术如湿法冶金、火法冶金、直接再生和电化学回收各有优缺点。非闭环回收技术将废旧锂电池转化为高附加值产品，如催化剂、吸附剂和储能电极，但存在性能稳定性、大规模生产和材料特性调控等问题。本文为锂电池的可持续发展提供了全面的技术经济可行性分析和环境影响评估。