隨著新能源汽車的普及，大量動力電池正進入“退役期”。它們若處理不當，不僅污染環境，更是資源的巨大浪費。傳統的回收方法如同“高溫煉金”，成本高、能耗大，還容易造成二次污染。

但最近，中國科學院合肥物質科學研究院固體物理研究所（以下簡稱“固體所”）的科學家們，卻從一杯“茶”中獲得了靈感——他們利用茶多酚，成功讓廢舊磷酸鐵鋰電池“重獲新生”！

電池的“晚年危機”，背后是一場環境挑戰

新能源汽車產業蓬勃發展，伴隨而來的是鋰離子電池消耗量的飛速增長。按照其5-8年的平均壽命計算，早期投入使用的動力電池正步入退役期，一場大規模的電池“退役潮”已然到來。據研究機構預測，2025年，我國動力電池退役量將達到82萬噸，到2030年，這一數字或達350萬噸。

這不僅是資源問題，更是一場環境考驗——電池正極材料中含金屬元素，若隨意丟棄，重金屬可通過滲濾作用進入土壤和水體，造成長期污染。

傳統的回收方法主要是濕法冶金和火法冶金。它們通過酸溶、萃取、高溫焙燒等手段提取有價值金屬，但流程復雜、能耗極高，回收過程中還容易產生有害氣體和廢水。

更重要的是，磷酸鐵鋰電池中含有的有價金屬元素種類單一，傳統回收方法經濟性非常低，很多時候甚至是“賠本買賣”。

有沒有更綠色、更高效、更便宜的方式？

一場溫和的電池“修復術”

固體所的研究團隊提出了一個新思路：與其粗暴地拆解提取，不如嘗試直接“修復”電池材料，讓它恢復性能。

這項技術的核心，是一種來源于植物的物質——茶多酚。

茶多酚是茶葉中富含的一類活性物質，具有良好的還原性和生物相容性。研究人員發現，它可以作為優異的“天然電子供體”，將廢舊磷酸鐵鋰中的三價鐵相重新還原為二價鐵相，從而逆轉電池老化過程。

這就像是給電池喝了一杯“綠茶”，通過茶多酚的還原作用，我們有效修復了電池材料中關鍵的“鐵-鋰反位缺陷”，重新打通了鋰離子擴散的通道。

納米級“創可貼”，精準修補表面破損

除了內部修復，電池材料表面的碳涂層也常常在使用中破損，導致性能下降。

針對這個問題，研究團隊開發了一種靶向表面修復技術——用磷酸鋁/磷酸鋰復合材料作為“納米創可貼”，精準地修補在碳層破損的地方。

這種方法不同于以往簡單粗暴的“整體重新包碳”，而是像微創手術一樣，哪里壞了補哪里，不僅更加精準，還避免了引入過多非活性物質影響電池性能。

同時，引入的鋁元素還會摻雜到材料體相中，起到“支撐”作用，進一步提升材料的結構穩定性，從內到外全面恢復電池的健康。

為什么說這項技術“更綠、更便宜”？

與傳統冶金回收法相比，這種直接再生技術展現出了顯著優勢：

能耗大幅降低：不需要高溫焙燒或強酸浸出，整個過程可在較低溫度下完成；

環境友好：使用天然茶多酚作為還原劑，避免了二次污染；

成本更低：縮短了回收流程，降低設備投入和運行成本；

再生材料性能高：再生后的磷酸鐵鋰正極材料電化學性能接近新材料，可直接用于生產新電池。

這意味著，未來電池回收或許不再是一個“燒錢又污染”的行業，而能夠成為真正可持續的綠色產業。

從實驗室到產業化，還有多遠？

目前，這項技術已經在實驗室取得了成功，研究結果發表在材料學期刊《先進材料》（Advanced Materials）上。

但科學家們并不滿足于此。團隊此前還開發過硫脲輔助固相燒結等修復方法，不斷探索更高效、更廉價的回收工藝。

未來，研究團隊將進一步優化流程，探索與電池生產企業的合作，推動這項技術從實驗室走向大規模產業化應用。

隨著新能源時代的全面到來，動力電池的綠色回收已經不再是一個可選課題，而是必經之路。從固體所的這項創新中，我們看到了科技與自然智慧的結合——用一杯“茶”的溫和，化解鋼鐵世界的難題。

也許不久的將來，每一塊退役電池都能找到自己的“第二春”，而這一切，或許就從一片小小的茶葉開始。

出品：科普中國

作者：劉圓圓（中國科學院合肥物質科學研究院固體物理研究所）

監制：中國科普博覽