中国研究人员开发出一种简单、高效、廉价且环保的废旧锂离子电池 (LIB) 可持续回收工艺。除柠檬酸外，无需添加任何化学品即可浸出并分离 NCM 电池中所含的 99% 以上的锂、镍、钴和锰金属。所得回收材料可直接转化为 NCM 电极。
有关这项工作的论文发表在《应用化学》杂志上。
大多数回收工艺都存在能耗高、排放量高、回收材料有限或质量低等问题。或者需要大量化学品，工艺复杂且成本高，会产生有毒气体和废水。使用柠檬酸等生物相容性酸浸出是这些工艺的替代方法之一。然而，传统工艺(螯合凝胶工艺)需要大量过量的酸，并且必须不断用氨水调节 pH 值——工艺复杂且不太环保。
由周广民和刘瑞平领导的中国矿业大学(北京)、福州大学、北京化工大学和深圳清华大学团队现已开发出一种基于柠檬酸的新型方法，用于从 NCM 阴极中提取、分离和回收金属。NCM 是一种含有镍、钴和锰的混合氧化物，具有层状结构。锂离子被封闭在层间。
与传统方法中用过量柠檬酸浸出不同，该团队使用了相对较少的量。因此，柠檬酸中的三个酸基中只有两个会分离。释放的质子会破坏锂-氧键，将锂离子从 NCM 释放到溶液中。其他金属离子和氧离子之间的键也会断裂。
镍、钴和锰进入溶液，它们被柠檬酸阴离子结合成稳定的复合物。然后柠檬酸的第三个酸基与同一分子上的羟基发生反应。在分子内酯化(费歇尔内酯化)反应中发生环闭合。
这有助于中间体相互反应生成聚酯，聚酯凝固成易于分离的固体颗粒。能耗和二氧化碳排放量明显低于传统湿法冶金回收工艺。
随后加热凝胶以烧掉有机碎片，形成新的 NCM 层状结构，其中包含锂离子，可用作优质电极材料。
