距离全世界第一辆属于普通百姓的家用汽车问世，已经过去一百多年了。燃油车虽然到今天仍然是主流车型的标配，可随着各种环境和能源危机的日益严重，汽车行业目前正经历着一场由燃油驱动向电驱动转变的变革。
在这一变革中，全世界都在探索锂离子电池，汽车的电动化似乎也已经不可逆转，但大量的电池的使用，也意味着一件事——大量的废旧电池需要处理。
可以想象的是，如果这些新能源汽车电池都不进行科学的回收与处理，只是一味的进入填埋场，就会污染土地和地下水，其造成的环境问题将比燃油车还要严重。
从“收破烂”到千亿级市场新蓝海
正因如此，这两年间，因为新能源市场的火热，电池回收这种人们眼中上不了台面的“收破烂”行业，竟然也第一次进入商业格局，成为一片新蓝海。
中国汽车技术研究中心数据显示，2020年国内累计退役的动力电池超20万吨，市场规模达100亿元；到2025年，大陆废旧动力电池回收市场规模或将超400亿元；到2030年，三元锂与磷酸铁锂电池回收将成为千亿级市场。
要进行回收，首先就要评估电池里的化学物质，再进行可持续的回收方案，这时候就必须有X射线出面了，因为只有X射线衍射仪才能告诉你：这到底是什么垃圾。
在锂电池领域，XRD也是老工具人了
X射线衍射(XRD)技术早就已经广泛应用在锂离子电池研究、生产和失效分析中了。从原料矿物到电极材料，XRD是对材料中物相进行定性和定量分析的常规手段。对于负极材料石墨，影响电池性能的重要参数石墨化度需要用XRD进行表征；同时，XRD还可以通过对锂离子电池生产中的负极取向程度的分析，来决定极片压实工艺。
原位充放电衍射实验可以直接研究纽扣结构锂离子电池材料在充放电过程中正负极材料的结构变化和相转化。此外，使用硬射线XRD对软包电池进行原位充放电实验，还能对全电池进行失效分析。
XRD帮助以废治废？
大家都知道，锂电池中含有大量的有价金属锂、镍、钴等，这些金属在废旧锂电池中含量仍然不低，因此近年来大陆的很多科研院所等都开始了废旧电池回收的研究工作，并且发展了多种技术，以提高废旧电池中有价金属的回收，降低固体废物的管理风险，提升环保效率。
比如昆明理工大学质量发展研究院曾经针对废锂钴电池及锂铁电池于不同热处理条件下的污染特性作实验分析,实验条件包括不同温度、时间、气体及投料量;实验流程是通过对样品的收集、放电处理、拆解并最终通过X射线衍射仪分析组成成分,直至热处理与采样分析。
实验结果表明,废锂电池热处理的最佳温度为600℃,此时金属回收率最高且污染排放最低,锂钴电池的金属回收率分别为锂95.38%、钴93.99%、铜96.24%、铝85.28%,锂铁电池的金属回收率分别为锂90.01%、铁85.49%、铜83.72%、铝73.75%，虽然不同进气组成会影响金属回收率,但差距并不大，可见废旧电池中的有价金属回收十分有市场潜力。
另外，中国科学院城市环境研究所环境功能材料研究组也公布了一种“以废治废”的方式。就是将废弃的磷酸铁锂电池充分放电后拆解，可以得到含有磷酸铁锂材料的正极片，再通过XRD分析，最后制备羟基磷酸铁的方法来回收处理废旧磷酸铁锂电池。这项研究为大陆锂离子电池占比高的磷酸铁锂电池废弃物的回收利用提供了一种以废治废的新思路。
由以上两种研究也可看出，探索出合理的回收废旧锂离子电池的方法,实现对废旧锂离子电池中贵重金属资源的合理利用已经迫在眉睫。而在这个过程中，我们需要XRD进行快速、准确、无损的评估，并制定最终合理的解决方案，可以说XRD为废旧锂离子电池的安全研究、内部材料分析提供十分重要的可行数据和分析手段。
结语：
在双碳目标的大背景下，电池行业进入了大需求、大产能、大时代，而废旧电池的经济化、规模化回收及处理也是迫在眉睫，近年来，大陆频繁出台相关政策，助力动力电池回收利用，整个行业已经进入了高速发展的前夜，包括X射线衍射、X射线光电子能谱、质谱仪等分析仪器的使用，一方面推进相关企业的技术装备水平，另一方面，也是以高安全低成本的方式，支撑新能源行业的健康发展。