当新能源汽车驶入千家万户，当储能电站遍布陇原大地，一个关乎产业未来与生态安全的命题愈发紧迫：海量退役电池何去何从？

在兰州理工大学的实验室里，一支深耕电化学储能领域近二十年的团队，以磷基锂盐技术为钥，打开了退役电池电解液“回收-转化-再利用”的全闭环通道，不仅破解了传统锂电回收高污染、高能耗、低附加值的行业痛点，更构建起“退役-萃取-转化-再生”的绿色循环体系，让氟、磷等危险污染物变废为宝，让战略锂资源实现高效循环，为我国新能源产业强链、补链、延链提供了坚实支撑。

如今，这项技术从实验室走向生产线，在国家“双碳”战略与资源安全大局中，写下了一份创新答卷。

时代之问：锂电退役潮涌 回收困境亟待破局

我国新能源汽车产业迈入高速发展期，数据勾勒出清晰的产业脉络：2016年，新能源汽车销量突破50万辆，2018年首破百万辆，截至2025年底，全国新能源汽车保有量已达‌4397万辆‌，占汽车总量的12.01%，其中纯电动汽车保有量为3022万辆，占新能源汽车总量的68.74%，动力电池装车量稳居全球首位。

按照乘用车动力电池8年或12万公里质保周期，刚刚过去的2025年成为我国动力电池规模化退役的关键节点，预计全年退役量达近百万吨，到2030年，这一数字将突破300万吨，锂电池拆解回收市场规模有望超千亿元。

然而，庞大的退役体量背后，是不容忽视的环保压力与资源挑战。

一块20克的手机电池可污染1平方公里土地长达50年，数百公斤重的新能源汽车动力电池，若处置不当，其含有的重金属、电解液溶质、有机溶剂将对土壤、水源造成不可逆破坏。

传统回收工艺多采用火法、湿法等路径，450℃以上高温会导致电解液分解，释放氟化物等有毒废气，不仅带来二次污染，更造成资源浪费。与此同时，我国锂资源对外依存度较高，退役电池中蕴含的大量锂、磷、氟等战略资源，若不能高效回收利用，将制约新能源产业长期稳定发展。

“传统电解液溶质六氟磷酸锂热稳定性差、安全隐患突出，且易水解产生氢氟酸，既影响电池性能，又威胁生态环境。”兰州理工大学石油化工学院院长、电化学储能技术与工程团队带头人、博士生导师李世友坦言，团队最初聚焦磷基锂盐研发，正是瞄准传统锂盐的性能短板与环保隐患。

随着退役电池潮来临，团队迅速调整研究方向，将前期锂盐合成技术与退役电池回收需求相结合，在国家自然科学基金、甘肃省科技重大专项等项目支持下，踏上了“磷基锂盐技术闭环革新”的攻坚之路。

这支组建于2008年的科研团队，由9位核心教师与40余名硕博研究生组成，多年来紧扣“双碳”战略与产业安全需求，主攻锂/钠离子电池关键材料、新型锂盐与电解液、电池失效分析及修复技术。

团队分工明确、协同高效：李世友深耕锂盐合成与产业化研究，把握技术总体方向；硕士研究生导师赵冬妮聚焦电池回收与高值化转化，攻克工艺难题；硕士研究生导师王鹏负责电化学测试与失效机制分析，提供理论支撑。

经过多年积淀，团队具备了从基础研究到工程化应用的全链条创新能力。

科研攻坚：突破技术壁垒 闭环路径逐步成型

技术创新从来不是一帆风顺，跨学科、跨领域的磷基锂盐闭环技术，更是面临机理研究、工艺优化、产业适配等多重挑战。

团队成员坦言，研发过程中最大的难点，并非单一技术环节突破，而是机理构建、工艺验证、规模化放大的系统性难题，实验室成果与工业生产的耦合适配，更是决定技术能否落地的关键。

退役电池电解液回收，是闭环技术的第一道关卡。传统高温处理、超临界萃取等技术，或存在高污染、高能耗，或设备要求严苛、成本高昂，难以大规模推广。

团队潜心攻关，研发出以四氟乙烷为主溶剂的无毒、不燃、低沸点亚临界浸取体系，在15—40℃、0.6—0.8MPa的温和条件下，通过低温萃取实现电解液高效分离。

“这项技术核心优势在于全程低温、惰性萃取，温度远低于六氟磷酸锂热解温度与电解液沸点，不破坏正负极材料、铜铝箔等组分理化特性，实现了电解液与固体组分的无损分离。”赵冬妮介绍，与传统火法相比，该技术彻底避免高温废气污染，能耗大幅降低，与超临界二氧化碳萃取相比，操作压力更低，设备投入减少，对电解液成分选择性更强，为后续高值化转化奠定基础。

电解液成功回收后，如何将普通六氟磷酸锂转化为高附加值产品，成为技术突破的核心。

团队依托自主研发专利，创新采用转化工艺，将回收电解液中的六氟磷酸锂与自制中间体双（三甲基硅）草酸酯按特定比例混合，在一定温度的密封干燥条件下反应数小时，精准转化为二氟草酸磷酸锂等氟代磷基锂盐，产物纯度高达99%以上，产品价值从约17万元/吨提升至70万元/吨，实现了资源价值的跨越式增长。

研发过程中，氟、磷污染物管控是必须守住的环保底线。团队通过分子结构设计，将易水解的氟、磷元素稳定结合在高附加值锂盐分子中，从源头阻断有害物排放。同时，全程密闭反应，副产物可循环利用，未反应物留存体系内，配合干燥装置严格控制水分，实现氟、磷污染物“零外泄”。

数据显示，该技术每处理1吨退役锂电池，可减少氟及氟化物排放0.012吨，按2025年82万吨退役量计算，全年可减排氟化物9480吨，减排效率较传统工艺提升80%—95%，彻底实现从“末端治理”到“源头控制”的绿色转型。

面对机理模糊、放大困难等瓶颈，团队坚持“机理—工艺—装备”一体化协同攻关，借助量子化学虚拟筛选、热力学参数优化等手段，优选转化剂与工艺参数。同时，主动对接企业需求，针对工业生产中热量分布不均、物料混合不充分等问题，优化设备结构，稳定生产指标。

团队2003年起开展锂盐合成研究，2010年承担国家自然科学基金项目，二十年深耕积累的理论与工程经验，为此次技术突破提供了坚实支撑。

产学研用：技术落地生根 产业赋能成效显著

科研成果只有走出实验室，才能真正释放价值。兰州理工大学磷基锂盐闭环技术，通过“产学研用”协同模式，成功在甘肃电气装备集团生物科技工程有限公司、金川公司等企业转化应用，构建起“实验室小试—40L中试—吨级批生产—千吨级产线”的完整产业化路径。

如今，合作模式已然清晰高效：兰州理工大学负责技术研发与专利支撑，授权发明专利“废旧锂离子电池回收电解液制备氟代草酸磷酸盐的方法”等19项核心专利，覆盖回收、转化、再生全流程；相关企业作为产业化主体，负责建设规模化生产线，推进技术工程化落地。

可以说，团队以企业实际需求反向优化工艺，根据原料特性调整溶剂回收、脱水预处理等参数，确保了技术适配工业生产，实现了节能、减排、降本多重目标。

2022年，合作企业累计处理磷酸铁锂电池1130吨、三元锂电池24.6吨，电解液平均回收率达98.11%，溶剂损耗仅1.96公斤/吨电池，回收电解液组分稳定，成功制备出纯度99.2%的二氟草酸磷酸锂。

企业反馈，该技术无需高温能耗，溶剂损耗极低，氟磷污染物源头管控，生产成本显著降低，环保效益与经济效益双丰收。

转化后的氟代磷基锂盐作为电解液添加剂，仅需添加 0.5%—1.0%，即可在电池正/负极表面形成稳定界面膜，抑制副反应、减少产气，提升电池在高电压、高低温等极端工况下的循环稳定性与安全性，能量密度提升5%，性能优于传统添加剂，为动力电池与储能电池品质升级提供支撑。

规模化应用的同时，团队也清晰认识到行业现存问题：退役电池运输存储中水泡放电等不规范操作，导致原料含水率超标、电解液受损；全链条数字化监管体系有待完善，回收渠道规范化程度不足。

对此，团队负责人李世友表示，未来将持续优化工艺，适配复杂原料工况，同时积极建言献策，推动退役电池回收全流程标准化、绿色化。

目前，团队正与金川金科资源循环科技有限公司深化合作，与宁德时代、比亚迪、浙江大象等行业头部企业开展技术交流，计划将技术拓展至过期电解液高值化、电池检测修复、全组分回收等领域，进一步扩大应用版图，赋能新能源产业高质量发展。

使命担当：闭环革新利国利民 科技护航绿色未来

从实验室的精密反应，到生产线的稳定运行，兰州理工大学磷基锂盐技术闭环革新，不仅是一项工艺突破，更是我国退役锂电池绿色回收的路径创新。

所谓“闭环”，即实现磷元素从退役电池电解液回收，到高值化氟代磷基锂盐转化，再到新电池电解液再生的全流程循环，覆盖“回收—转化— 利用”每一环节，让资源永不浪费，让污染无处遁形。

从破解单一技术难题，到构建全链条资源闭环，电化学储能技术与工程团队以磷基锂盐闭环革新技术，为退役锂电池绿色高效回收提供了“兰理工方案”。站在产业发展高度，这项技术意义深远：它破解了我国锂资源短缺的瓶颈，通过内部循环提升战略资源自主可控率，筑牢新能源产业资源安全防线；它延伸了锂电产业链条，将普通锂盐转化为高附加值产品，推动产业向高端化、绿色化转型。

针对行业发展，团队还提出四点建议：加快智能化拆解技术研发，提升回收效率与安全性；加大锂资源高效回收技术投入，实现战略资源“循环尽用”；推进电极材料、电解液、集流体全组分回收，杜绝资源浪费；打造西部“风光基地+回收园区”耦合模式，以绿电支撑绿色回收，形成可复制的全国示范。

如今，电化学储能技术与工程团队立足甘肃、放眼全国，聚焦新能源产业需求，培养兼具理论功底与实践能力的硕博人才，鼓励学生将个人成长与国家命运结合，通过学术交流、校企实践等方式，打造高素质科研梯队。

“保障战略资源安全，推进绿色发展，守护‘锂’想蓝天，是我们的使命与担当。”负责人李世友的话语，道出了整个团队的初心与坚守。