退役中鎳變高鎳，直接翻番賺？

NCM 即三元鋰，后綴數字代表鎳、鈷、錳三種元素的比例。鎳含量直接決定三元鋰的能量密度，鎳的價態豐富，對鋰離子存儲能力更強，因此行業從早期的 NCM111、NCM523、NCM622，逐步升級到 NCM811 甚至九系高鎳電池。

當前 NCM523 電池正迎來退役高峰，其正極材料需回收再利用，避免資源浪費。目前行業主流回收技術分為兩大類：直接再生和濕法循環，火法循環能耗高、排放大，正逐步被淘汰。

直接再生屬于非破壞性修復，通過固相燒結、水熱補鋰等工藝，為退役正極材料補鋰，恢復健康度。但該工藝未添加鎳元素，無法提升能量密度。且退役材料長期服役后存在大量晶格缺陷，修復后的能量水平僅能接近原始狀態，難以追平。最終產品仍為中鎳材料，價值有限，經濟性一般。

濕法循環屬于破壞性回收，將退役正極黑粉酸浸，萃取鎳、鈷、錳、鋰等金屬鹽，再制備三元鋰前驅體，最終煅燒為全新正極。該工藝成分比例可控精準，但流程長、能耗水耗高，成本高昂，相當于以退役材料為原料重新生產正極，浪費嚴重。

能否直接在原始正極材料上，修復升級為高性能正極？北京理工大學的研究成果給出了答案，其采用全新固相法工藝，依托雙向晶格錨定技術實現升級。

退役三元鋰材料長期服役后，存在兩個核心問題：一是鋰離子大量損失；二是存在大量陽離子混排、鋰空位等晶格缺陷，阻礙鋰離子嵌入。同時，新增鎳元素時，高溫下富鎳中間相極不穩定，易出現氧空位、陽離子混排、相分離等問題。

該技術以鋁元素作為錨定介質。首先將退役 NCM523 與氫氧化鎳分別浸入氯化鋁溶液中，氯化鋁不僅清洗材料表面雜質，還通過離子交換，在兩種材料表面同時錨定鋁離子。隨后將兩者與氫氧化鋰、少量氧化鈷混合，通過脈沖式固向燒合工藝合成 NCM811。因鎳占比提升，需適當添加鈷平衡晶格。

鋁離子的作用機制主要有三點：其一，鋁可與氧形成強共價鍵，鎖定氧元素，避免氧空位產生，優化材料結構穩定性；其二，削弱鎳氧鍵，為鋰離子嵌入創造低能環境；因鋰氧鍵剛性增強，其他金屬氧鍵縮短，晶格在平面方向收縮、垂直方向膨脹，擴大層間距離，為鋰離子遷移拓寬通道。其三，鋁作為非磁性金屬，可打破鐵磁耦合驅動的鋰鎳陽離子混排，抑制混排問題。預錨定鋁離子相當于搭建協調介質，大幅減輕修復過程中的副作用。

最終生成的 NCM811 含約 0.7% 的鋁元素，這符合行業常規，商業化 NCM811 生產中也會引入鋁作為穩定劑。當鋁含量達到 3%-5% 時，材料將變為 NCMA 四元電池，三星、LG 等韓系廠商曾主推該類電池。特斯拉早期使用的松下 NC 電池，即鎳鈷鋁酸鋰，即為超高鎳配方，以鋁替代錳降低成本，后續 NCM 高鎳路線逐步普及，NCA 不再為主流。

不少人會質疑，修復后的正極材料能否用于動力電池？從技術原理看，其修復邏輯合理，且經濟性優勢突出，未來或可成為退役電池回收的重要路徑。