距離全世界第一輛屬于普通百姓的家用汽車問世，已經過去一百多年了。燃油車雖然到今天仍然是主流車型的标配，可随着各種環境和能源危機的日益嚴重，汽車行業目前正經曆着一場由燃油驅動向電驅動轉變的變革。
在這一變革中，全世界都在探索锂離子電池，汽車的電動化似乎也已經不可逆轉，但大量的電池的使用，也意味着一件事——大量的廢舊電池需要處理。
可以想象的是，如果這些新能源汽車電池都不進行科學的回收與處理，隻是一味的進入填埋場，就會污染土地和地下水，其造成的環境問題将比燃油車還要嚴重。
從“收破爛”到千億級市場新藍海
正因如此，這兩年間，因為新能源市場的火熱，電池回收這種人們眼中上不了台面的“收破爛”行業，竟然也第一次進入商業格局，成為一片新藍海。
中國汽車技術研究中心資料顯示，2020年國内累計退役的動力電池超20萬噸，市場規模達100億元；到2025年，大陸廢舊動力電池回收市場規模或将超400億元；到2030年，三元锂與磷酸鐵锂電池回收将成為千億級市場。
要進行回收，首先就要評估電池裡的化學物質，再進行可持續的回收方案，這時候就必須有X射線出面了，因為隻有X射線衍射儀才能告訴你：這到底是什麼垃圾。
在锂電池領域，XRD也是老工具人了
X射線衍射(XRD)技術早就已經廣泛應用在锂離子電池研究、生産和失效分析中了。從原料礦物到電極材料，XRD是對材料中物相進行定性和定量分析的正常手段。對于負極材料石墨，影響電池性能的重要參數石墨化度需要用XRD進行表征；同時，XRD還可以通過對锂離子電池生産中的負極取向程度的分析，來決定極片壓實工藝。
原位充放電衍射實驗可以直接研究紐扣結構锂離子電池材料在充放電過程中正負極材料的結構變化和相轉化。此外，使用硬射線XRD對軟包電池進行原位充放電實驗，還能對全電池進行失效分析。
XRD幫助以廢治廢？
大家都知道，锂電池中含有大量的有價金屬锂、鎳、钴等，這些金屬在廢舊锂電池中含量仍然不低，是以近年來大陸的很多科研院所等都開始了廢舊電池回收的研究工作，并且發展了多種技術，以提高廢舊電池中有價金屬的回收，降低固體廢物的管理風險，提升環保效率。
比如昆明理工大學品質發展研究院曾經針對廢锂钴電池及锂鐵電池于不同熱處理條件下的污染特性作實驗分析,實驗條件包括不同溫度、時間、氣體及投料量;實驗流程是通過對樣品的收集、放電處理、拆解并最終通過X射線衍射儀分析組成成分,直至熱處理與采樣分析。
實驗結果表明,廢锂電池熱處理的最佳溫度為600℃,此時金屬回收率最高且污染排放最低,锂钴電池的金屬回收率分别為锂95.38%、钴93.99%、銅96.24%、鋁85.28%,锂鐵電池的金屬回收率分别為锂90.01%、鐵85.49%、銅83.72%、鋁73.75%，雖然不同進氣組成會影響金屬回收率,但差距并不大，可見廢舊電池中的有價金屬回收十分有市場潛力。
另外，中國科學院城市環境研究所環境功能材料研究組也公布了一種“以廢治廢”的方式。就是将廢棄的磷酸鐵锂電池充分放電後拆解，可以得到含有磷酸鐵锂材料的正極片，再通過XRD分析，最後制備羟基磷酸鐵的方法來回收處理廢舊磷酸鐵锂電池。這項研究為大陸锂離子電池占比高的磷酸鐵锂電池廢棄物的回收利用提供了一種以廢治廢的新思路。
由以上兩種研究也可看出，探索出合理的回收廢舊锂離子電池的方法,實作對廢舊锂離子電池中貴重金屬資源的合理利用已經迫在眉睫。而在這個過程中，我們需要XRD進行快速、準确、無損的評估，并制定最終合理的解決方案，可以說XRD為廢舊锂離子電池的安全研究、内部材料分析提供十分重要的可行資料和分析手段。
結語：
在雙碳目标的大背景下，電池行業進入了大需求、大産能、大時代，而廢舊電池的經濟化、規模化回收及處理也是迫在眉睫，近年來，大陸頻繁出台相關政策，助力動力電池回收利用，整個行業已經進入了高速發展的前夜，包括X射線衍射、X射線光電子能譜、質譜儀等分析儀器的使用，一方面推進相關企業的技術裝備水準，另一方面，也是以高安全低成本的方式，支撐新能源行業的健康發展。