中國研究人員開發出一種簡單、高效、廉價且環保的廢舊鋰離子電池 (LIB) 可持續回收工藝。除檸檬酸外，無需添加任何化學品即可浸出并分離 NCM 電池中所含的 99% 以上的鋰、鎳、鈷和錳金屬。所得回收材料可直接轉化為 NCM 電極。

有關這項工作的論文發表在《應用化學》雜志上。

大多數回收工藝都存在能耗高、排放量高、回收材料有限或質量低等問題。或者需要大量化學品，工藝復雜且成本高，會產生有毒氣體和廢水。使用檸檬酸等生物相容性酸浸出是這些工藝的替代方法之一。然而，傳統工藝(螯合凝膠工藝)需要大量過量的酸，并且必須不斷用氨水調節 pH 值——工藝復雜且不太環保。

由周廣民和劉瑞平領導的中國礦業大學(北京)、福州大學、北京化工大學和深圳清華大學團隊現已開發出一種基于檸檬酸的新型方法，用于從 NCM 陰極中提取、分離和回收金屬。NCM 是一種含有鎳、鈷和錳的混合氧化物，具有層狀結構。鋰離子被封閉在層間。

與傳統方法中用過量檸檬酸浸出不同，該團隊使用了相對較少的量。因此，檸檬酸中的三個酸基中只有兩個會分離。釋放的質子會破壞鋰-氧鍵，將鋰離子從 NCM 釋放到溶液中。其他金屬離子和氧離子之間的鍵也會斷裂。

鎳、鈷和錳進入溶液，它們被檸檬酸陰離子結合成穩定的復合物。然后檸檬酸的第三個酸基與同一分子上的羥基發生反應。在分子內酯化(費歇爾內酯化)反應中發生環閉合。

這有助于中間體相互反應生成聚酯，聚酯凝固成易于分離的固體顆粒。能耗和二氧化碳排放量明顯低于傳統濕法冶金回收工藝。

隨后加熱凝膠以燒掉有機碎片，形成新的 NCM 層狀結構，其中包含鋰離子，可用作優質電極材料。