赵红伟，施志聪

(广东工业大学材料与能源学院，广东 广州 510006)

1 引言

自碳达峰、碳中和目标确立后，各国政府对能源与经济结构的调整持续推进，清洁高效的储能器件成为加快实现“两个替代”目标的有力工具[1,2]，其中锂离子电池是重要的一员。工信部数据显示，2021年上半年，锂离子电池产量超110 GWh，同比上涨60%，行业总产值超2 400亿。同时，在智能制造的加持下，其产量将进一步提升。据Sandler Research公司调研数据[3]，全球磷酸铁锂电池在2016—2020年间复合增长率达到20.5%，中国的磷酸铁锂占亚太地区40%的市场份额。

磷酸铁锂电池的覆盖面较广[4,5]，在医疗、电子、小型电器设备等领域均有应用，但主要服务于电动汽车领域。

根据国务院新发布的《新能源汽车产业发展规划(2021—2035年)》，到2035年，纯电动汽车销量要超过新车销量的20%。目前大多数中、大型电动客车均采用磷酸铁锂电池作为动力源，而此前三元锂电池因安全问题[6]致其市场份额下降，安全问题已成为应用时考虑的重要因素之一。磷酸铁锂电池具有价格低、生产流程简单、安全性好等优点，在当前及未来的市场的需求量巨大。电动汽车投入市场已有数年，真锂研究数据显示，仅2021年5月份，乘车用磷酸铁锂电池装机量就达到3 869.04 MW·h。如图1所示，磷酸铁锂电池装机量自2015年开始大幅提升，至2020年达到23.2 GW·h。然而，随着大量磷酸铁锂电池退役高峰的到来，废旧电池回收处理的问题接踵而至。如何实现高效处理废旧电池，形成良性循环，不仅可以节约资源，也有助于解决环境污染问题[7]。……