退役中镍变高镍，直接翻番赚？|三元|正极|锂离子电池|阳离子

NCM 即三元锂，后缀数字代表镍、钴、锰三种元素的比例。镍含量直接决定三元锂的能量密度，镍的价态丰富，对锂离子存储能力更强，因此行业从早期的 NCM111、NCM523、NCM622，逐步升级到 NCM811 甚至九系高镍电池。

当前 NCM523 电池正迎来退役高峰，其正极材料需回收再利用，避免资源浪费。目前行业主流回收技术分为两大类：直接再生和湿法循环，火法循环能耗高、排放大，正逐步被淘汰。

直接再生属于非破坏性修复，通过固相烧结、水热补锂等工艺，为退役正极材料补锂，恢复健康度。但该工艺未添加镍元素，无法提升能量密度。且退役材料长期服役后存在大量晶格缺陷，修复后的能量水平仅能接近原始状态，难以追平。最终产品仍为中镍材料，价值有限，经济性一般。

湿法循环属于破坏性回收，将退役正极黑粉酸浸，萃取镍、钴、锰、锂等金属盐，再制备三元锂前驱体，最终煅烧为全新正极。该工艺成分比例可控精准，但流程长、能耗水耗高，成本高昂，相当于以退役材料为原料重新生产正极，浪费严重。

能否直接在原始正极材料上，修复升级为高性能正极？北京理工大学的研究成果给出了答案，其采用全新固相法工艺，依托双向晶格锚定技术实现升级。

退役三元锂材料长期服役后，存在两个核心问题：一是锂离子大量损失；二是存在大量阳离子混排、锂空位等晶格缺陷，阻碍锂离子嵌入。同时，新增镍元素时，高温下富镍中间相极不稳定，易出现氧空位、阳离子混排、相分离等问题。

该技术以铝元素作为锚定介质。首先将退役 NCM523 与氢氧化镍分别浸入氯化铝溶液中，氯化铝不仅清洗材料表面杂质，还通过离子交换，在两种材料表面同时锚定铝离子。随后将两者与氢氧化锂、少量氧化钴混合，通过脉冲式固向烧合工艺合成 NCM811。因镍占比提升，需适当添加钴平衡晶格。

铝离子的作用机制主要有三点：其一，铝可与氧形成强共价键，锁定氧元素，避免氧空位产生，优化材料结构稳定性；其二，削弱镍氧键，为锂离子嵌入创造低能环境；因锂氧键刚性增强，其他金属氧键缩短，晶格在平面方向收缩、垂直方向膨胀，扩大层间距离，为锂离子迁移拓宽通道。其三，铝作为非磁性金属，可打破铁磁耦合驱动的锂镍阳离子混排，抑制混排问题。预锚定铝离子相当于搭建协调介质，大幅减轻修复过程中的副作用。

最终生成的 NCM811 含约 0.7% 的铝元素，这符合行业常规，商业化 NCM811 生产中也会引入铝作为稳定剂。当铝含量达到 3%-5% 时，材料将变为 NCMA 四元电池，三星、LG 等韩系厂商曾主推该类电池。特斯拉早期使用的松下 NC 电池，即镍钴铝酸锂，即为超高镍配方，以铝替代锰降低成本，后续 NCM 高镍路线逐步普及，NCA 不再为主流。