2025年7月，国科大杭高院环境学院杨学志、张海燕和中国科学院生态环境中心环境化学与环境毒理全国重点实验室刘倩等，在国际顶级期刊《Nature Reviews Chemistry》（影响因子：51.7）发表题为 “The Li-ion battery industry and its challenges” 的论文。该文系统梳理了锂离子电池全生命周期过程中的环境污染与碳排放风险，呼吁构建融合化学、环境科学与政策制定的综合治理框架，为全球绿色能源转型提供理论支持与政策指引。

锂离子电池作为清洁能源技术的核心支柱，正迎来前所未有的发展机遇。预计至2050年，全球锂离子电池年需求量将达6,530 GWh，较2020年增长近30倍。然而，伴随资源开采、材料制造、产品使用和报废回收的快速扩张，锂离子电池产业也面临着污染物排放、碳足迹升高以及回收利用受限等多重可持续性挑战。

研究指出，锂离子电池全生命周期可能释放重金属、细颗粒物、有毒气体及新型污染物（如锂元素、全氟和多氟化合物PFAS等），对土壤、水体和大气环境造成威胁，进而影响生态系统和人类健康。特别是在矿产开采、电池制造与回收处理等环节，环境风险尤为突出，亟需强化全过程环境治理与系统性风险控制。

碳排放方面，随着全球电池需求的持续攀升，其温室气体排放问题愈加严峻。研究估算，在“可持续发展情景”下，三元材料电池的年排放量将从当前的4,320万吨二氧化碳当量跃升至2050年的6.18亿吨，成为新的碳源增长点。

为应对上述全球性挑战，研究团队提出以下四项关键策略建议：

1.识别新污染物，发展前瞻性控制技术。针对PFAS、环三磷腈及锂等新兴污染物，亟需建立涵盖环境归趋、迁移转化与毒性机制的科学识别框架，推动绿色替代材料和源头控制技术的研发与应用。

2.厘清污染源结构，实施全过程精准减排与监管。建议构建覆盖资源开采、材料制造到电池回收的污染排放全景图，完善生命周期评价方法，识别关键排放节点与影响因子，支撑差异化管理与政策干预。

3.打造高效回收体系，突破绿色循环关键技术瓶颈。当前回收体系面临自动化程度低、技术复杂度高等问题，应加快推进退役电池的高效拆解、智能分选与资源化利用技术，强化基础研究、装备创新和政策配套建设。

4建立统一的碳足迹核算与披露机制，推动全产业链低碳转型。应制定LIB全生命周期碳排放核算标准，构建供应链碳信息平台与第三方核验体系，助力电池产业绿色低碳发展及全球市场通行。

该研究为锂离子电池行业应对环境与气候挑战提供了系统性思路与政策建议，为推动产业绿色转型、实现“碳中和”目标提供了坚实的科学支撑。

论文链接：https://www.nature.com/articles/s41570-025-00742-2