锂离子电池中关键矿物供应有限且分布集中，而废旧电池回收率低，多数被填埋导致环境污染。莱斯大学研究人员开发了一种更温和的回收方法，利用微波诱导等离子体预处理结合柠檬酸等溶剂，从电池废料中回收近95%的关键矿物，并成功再生石墨阳极。

该研究由莱斯大学材料科学与纳米工程系博士生Gautam Chandrasekhar领导，发表在《先进材料》期刊上。Chandrasekhar表示："回收废旧电池是应对紧张供应链的最实际解决方案，但研究表明，仅有不到10%的电池废料得到回收处理。"

研究人员采用微波诱导等离子体处理电池黑粉15分钟，随后在室温下使用柠檬酸等温和溶剂进行提取。Chandrasekhar指出："通过等离子体预处理，几乎95%的金属，包括锂，都可以从电池黑粉中回收，所用溶剂最苛刻的也不过是柠檬中的酸。"

传统电池回收过程通常需要高温和强酸，效率低且主要关注阴极材料。锂难以高效捕获，而石墨占电池重量约22%，在传统回收中受损，很少被重新利用。莱斯大学助理研究教授Xiang Zhang表示："当今使用的工业电池回收过程金属提取效率极低，主要关注阴极。"

该研究的目标是开发一种预处理过程，可集成到现有工业流程中，提高效率并减少环境影响。研究科学家Sohini Bhattacharyya表示："我们假设使用微波诱导等离子体分解金属氧化物颗粒作为预处理步骤，将使它们在较弱酸中的湿法冶金回收更容易。"

实验验证显示，超过90%的金属在柠檬酸浴中回收，锂在水中选择性回收，同时处理去除了石墨上的残留物和缺陷。Chandrasekhar补充："回收的石墨在重新引入电池时作为阳极表现出优异的性能。"

该技术已获得专利，团队正推进商业化。早期分析表明，该方法可能优于当前工业过程，特别是通过回收可再利用的石墨。莱斯大学教授Pulickel Ajayan总结："这是一种突破性的方法，能以最小的化学品和能量使用从电池黑粉中回收所有关键矿物。"

出版详情：作者：Silvia Cernea Clark, Rice University；标题：《Plasma and lemon juice: Milder method retrieves nearly 95% of critical minerals in battery waste》；发表于：《Advanced Materials》(2025)；期刊信息：《Advanced Materials》。