道路交通运输的快速电动化正在推动锂离子电池（LIB）部署量快速增长，从而不可避免地导致退役（EoL）电池废料的产生量急剧增加。2023年，全球电动汽车销量接近1400万辆，使在用车量达到约4000万辆（相当于新车销量的18%），电动汽车（EV）电池需求超过750 GWh；在此背景下，电池产量的增加也在加剧关键矿物的需求（IEA, 2024）。随着早期电动汽车批次的退役，退役电池数量预计将快速增长；政策和行业分析预测，到2030年将有超过100万辆电动汽车电池达到退役状态。此外，综合质量流预测表明，到2040年，累计退役LIB质量可能达到20,500 kt（Tankou et al., 2023; UNDP, 2025）。近期电池废料物质流研究也强调了准确的退役电池量化在回收系统规划中的重要作用（Hou et al., 2026）。
退役LIB因含易燃电解液和含金属组件而存在安全和环境风险；然而，它们也是锂、镍、钴和锰的二次来源，这推动了循环利用策略，如再利用、再用途和闭环回收（Harper et al., 2019; Zanoletti et al., 2024）。此外，退役电池在第一寿命使用后仍可保留残余价值，使二次利用成为延长使用寿命并减少资源需求和生命周期负担的可行途径（Tian et al., 2026）。政策在该领域的作用也日益增强，欧盟电池法规及后续欧盟规则设定了统一的要求以及回收效率和材料回收目标，包括对锂的目标（European Parliament and Council of the European Union, 2023; European Commission, 2025）。与此同时，锂、钴和镍价格的波动可能会改变电池生产和回收的经济性（Li et al., 2025）。
电池废料通常被分类为消费前制造废料或消费后退役电池，并按回收阶段进一步分类（电池组、模组、电芯，随后进行破碎和分离），其中黑粉是关键中间体，因此区分废料类型和处理阶段对于安全物流、拆解和下游路线选择至关重要（NREL, 2025; Hartley et al., 2025; Tembo et al., 2024; Bhar et al., 2023; Dobó et al., 2023; Zanoletti et al., 2024）。主流正极包括：用于电动汽车的LiNixMnyCozO?（NMC），因其可调的性能权衡以及向富镍、低钴变体的转变；用于便携电子设备的LiCoO?（LCO），因其高能量密度和成熟的制造工艺，尽管人们对钴替代方案有所关注；以及用于需要功率和安全优势的应用的LiMn?O?（LMO），这与其尖晶石结构和锰的丰富性相关，从而降低了成本（Koech et al., 2024; Mallick et al., 2023; Tembo et al., 2024; Hartley et al., 2025; Zanoletti et al., 2024）。近期的全生命周期评估（LCA）表明，电池化学体系、类型和能量密度影响上游和系统层面的环境负担，通常高能量密度的化学体系与更高的生产阶段排放相关联（Ahmadzadeh et al., 2025; Yang et al., 2026）。
非直接LIB回收通常分为火法冶金（高温焙烧或熔炼）和基于浸出的路线，包括湿法冶金（水溶液介质）和新兴的溶剂法冶金（非水介质，如离子液体和深共晶或低熔点混合物）。火法冶金对异质进料具有耐受性，可以前端减少分选要求，但通常会产生富含Co–Ni–Cu的合金以及一种锂可能被稀释或损失的氧化物渣，使得锂回收、能源需求和废气管理成为反复出现的约束（Harper et al., 2019; Reinhart et al., 2023; Faraday Institution, 2024）。相比之下，湿法冶金将目标金属溶解到浸出液中，并通过沉淀、溶剂萃取、离子交换、吸附和电化学步骤回收电池级盐类，实现了高回收率和选择性，但增加了试剂强度、杂质控制要求以及废水和废渣负担（Biswal et al., 2024; Lee et al., 2025; Lim et al., 2025; Shi et al., 2025）。因此，溶剂法冶金被作为提高选择性和减少挥发性相关危险的一种途径进行研究。然而，成本、粘度和传质限制、溶剂稳定性以及闭环再生仍是关键规模化要求（Kova?evi? et al., 2024; Zanoletti et al., 2025）。
先前针对LIB回收的技术经济分析（TEA）和LCA研究表明，首选回收路线可能因电池化学体系、能源结构、回收目标和工艺配置而异，特别是在比较给定正极类型的火法冶金和湿法冶金方案时（Rajaeifar et al., 2021; Van Hoof et al., 2023; Hanna et al., 2025; Islam et al., 2025）。基于深共晶溶剂（DES）的溶剂法冶金也已被评估，主要用于LCO和NMC型正极，但其性能对溶剂再生仍然高度敏感（Wang et al., 2023; Kova?evi? et al., 2024; Zanoletti et al., 2025）。尽管EverBatt等框架改善了闭环成本和生命周期影响评估的一致性，但它们并未提供每种电池化学体系（NMC、LCO和LMO）在火法冶金、湿法冶金和溶剂法冶金处理下基于相同基准的明确路线比较（Dai et al., 2019）。因此，仍存在两个研究空白：(1) 边界一致的、工艺路线解析的跨NMC、LCO和LMO比较仍然有限，特别是在包括溶剂法冶金的情况下，在相同的共产品处理、产品基准和评估逻辑下；(2) 大多数先前的研究依赖于传统TEA，这限制了在碳约束下对环境-经济权衡的系统评估。
为解决这些空白，本研究应用了环境型技术经济评估（e-TEA），将TEA与LCA整合，并将碳定价等外部性货币化，以共同评估环境和经济绩效（Zimmermann et al., 2020; Skone et al., 2022; Cremonese et al., 2020; Sproul et al., 2019; Amadei et al., 2021; Dai et al., 2019）。该框架提供了具有决策意义的指标，包括碳调整的 环境最小售价（e-MSP），能够系统性地识别跨化学体系的路线排名、控制路线绩效的主要参数，以及在何种碳配额价格条件下低影响回收路线在经济上具有竞争力。
