我们如何使电池回收具有成本效益？ReCell中心的科学家们朝着这个目标又迈进了一步。
锂离子电池是我们现在和未来技术的引擎。它们为越来越受欢迎的便携式电子产品供电，例如智能手机、笔记本电脑和电动汽车(EV)。但是锂离子电池的使用越来越多，尤其是在汽车中，已经超过了回收它们的技术。现在，总部位于美国能源部(DOE)阿贡国家实验室的美国首个先进电池回收研究与开发中心ReCell中心的科学家们取得了一项关键发现，消除了阻碍制造的最大障碍之一，使回收锂离子电池在经济上可行。
目前使用的回收工艺能够以对电池制造商而言价值较低的形式回收金属。一个巨大的问题迫在眉睫：研究人员预计，在不到十年的时间里，每年将有200万吨来自电动汽车的报废锂离子电池退役。报废电动汽车电池的数量目前很少，但随着旧款车型的使用寿命结束，这一数量即将大幅增加——而当前的回收基础设施还没有为大量涌入做好准备。
ReCell团队的一部分密歇根理工大学(MTU)的研究人员开发了一种创新工艺，用于分离构成阴极（电池带正电的电极）的有价值材料。
阿贡材料工程研究中心的科学家正在扩大MTU的创新分离工艺，为大规模回收电动汽车电池铺平道路。由于电动汽车电池的正极材料因汽车制造商和生产年份而异，回收商必须采用锂金属氧化物的混合物——钴酸锂、镍锰钴酸锂、镍钴铝酸锂、磷酸铁锂等。——并将它们分开，以便重复使用这些材料。那个曾经不可能完成的任务突然变得可行了。
在同行评审的科学杂志《能源技术》上发表的一篇新论文中，MTU和ReCell研究人员详细介绍了他们的发现：一种使用称为泡沫浮选的旧工艺的新方法来分离单个阴极材料的方法。
多年来，采矿业使用泡沫浮选来分离和提纯矿石，根据材料是排斥水和漂浮，还是吸水和沉没，泡沫浮选在浮选罐中分离材料。通常阴极材料会下沉，这使得它们难以相互分离。锂镍锰钴氧化物(NMC111)和锂锰氧化物(LMO)也是如此，ReCell团队在其实验中使用了两种常见的电动汽车电池阴极材料。研究人员发现，可以通过引入一种使目标材料排斥水的化学物质使其中一种阴极材料NMC111漂浮来实现分离。
一旦阴极材料被分离，研究人员通过测试确定该过程对材料的电化学性能的影响可以忽略不计。两者都具有高纯度水平（95%或更高）。
这非常重要，阿贡的材料科学家、该研究的合著者杰西卡达勒姆说，因为如果电池行业要购买回收的阴极材料以在新电池中重复使用，他们不会牺牲纯度。
该研究与ReCell中心的使命有关，即推进能源密集度较低的处理方法并捕获有价值的材料以进行直接回收——在不破坏化学结构的情况下直接回收、再生和再利用电池组件。该中心是阿贡、美国能源部国家可再生能源实验室和橡树岭国家实验室、密歇根理工大学、加州大学圣地亚哥分校和伍斯特理工学院的合作项目。
ReCell的发现有望产生广泛的影响，例如降低回收锂离子电池的成本；刺激报废锂离子电池有利可图的回收市场的增长；为生产者和消费者降低电动汽车的成本；使美国能够在全球电池回收行业中竞争；通过增加使用国内回收电池材料来加强美国的能源独立；并减少美国对外国材料来源的依赖。
但就目前而言，ReCell中心团队正专注于逐步创建一个经济上可行的完整的锂离子电池回收过程。只有这样，它才会被广泛采用。
无论使用何种方法进行这种回收，回收商都必须能够从中获利，达勒姆说，我们正在将这些步骤放在一起，因为我们知道，最终整个过程都必须是有利可图的。
