中国新能源汽车的产销量连续多年位居世界第一，已成为全球规模最大的新能源汽车消费与应用市场。根据中国汽车流通协会乘用车市场信息联席分会发布的最新数据，2026年中国新能源乘用车的月度零售渗透率已多次突破60%，市场正全面向电动化转型。新能源汽车产业在快速发展的同时，也催生了大规模的动力电池退役潮。这些退役电池既蕴含着锂、镍、钴、锰等关键金属资源，是典型的“城市矿产”。在全球关键金属供应链不确定性增加的背景下，如何准确预测未来退役电池规模、资源潜力和区域分布，已成为保障国家关键金属资源安全、完善动力电池回收体系和支撑新能源汽车产业可持续发展的重要科学问题。
面向关键金属的社会循环这一新兴方向，我院王国光副教授联合多位业内专家学者开展合作研究，以中国大陆电动汽车市场为研究对象，构建了长期、多情景、分区域的退役动力电池预测框架，系统评估了2025-2060年我国退役电动汽车、退役动力电池规模及关键金属可回收资源潜力。相关成果在Communications Earth & Environment（JCR分区Q1，IF=9.3）发表，题目为“End of life electric vehicle batteries in China to 2060 and related resource management implications”。
本研究构建了如图1所示的分析框架。首先，基于历史年度保有量数据，采用Logistic模型对电动汽车年度保有量进行预测；在此基础上，运用Stanford模型测算电动汽车年度销量与退役量，其中车辆使用寿命服从Weibull分布，且销量预测结果进一步经ARIMA+BP组合模型加以验证。随后，将电池更换因素纳入考量，核算退役电池规模，并预测其在多场景下的梯次利用潜力及所含金属资源量。最终，绘制出我国大陆31个省级行政区的退役电动汽车及动力电池的时空分布图谱。
图1 本研究的流程图
研究结果表明，我国退役动力电池数量将经历“2030年前缓慢增长、2030年后快速累积、本世纪中叶前后达到峰值并逐步回落”的三段式演化过程（图2）。在低、标准和高市场渗透率情景下，退役动力电池峰值分别出现在2047年、2048年和2049年，对应数量约为6000万、8300万和1.2亿块。
图2 不同情景下我国退役动力电池数量变化
在动力电池技术持续迭代的背景下，不同电池路线正在面向不同应用需求形成多元化发展格局，主要包括如下四类：（1）磷酸铁锂电池具有成本低、安全性高等优势，适合大规模应用；（2）高镍三元电池则凭借较高能量密度，在长续航、高端车型及部分低温应用场景中具有优势；（3）固态电池作为下一代技术，未来将从高端领域逐步渗透；（4）钠离子电池已迈入GWh级商业化，凭借成本低的优势有望成为锂电的有效补充。在上述四种不同技术路线情景下，资源潜力也有较为显著的差异。以金属锂资源为例其中，截止到2060年，固态电池转型情景下累计可回收锂资源最高，约为1641.1万吨（对应图c, s3情景）；钠离子电池渗透情景下累计可回收锂资源相对较低，约为781.9万吨（对应图d, s4情景）。
图3 不同情境下退役动力电池中关键金属可回收资源潜力。S1-S4分别对应不同电池技术演化路径分别为：S1磷酸铁锂电池持续主导、S2高镍三元电池占比提升、S3固态电池逐步渗透，S4钠离子电池进入规模化应用阶段。
研究还发现，退役动力电池回收压力在空间上将发生明显转移。2030-2050年前后，退役电池主要集中在广东、江苏、山东等东部沿海地区；2050年以后，四川、河北、湖南等内陆人口大省的退役规模快速上升，回收压力逐步由东部沿海向内陆地区转移。该结果为我国分阶段布局动力电池回收网络、优化区域回收处理能力提供了科学依据。
图4 2030—2060年中国大陆退役电动汽车及动力电池空间分布
该论文第一作者为我院2020级拔尖班学生、2024级硕士研究生李子昂，王国光副教授为通讯作者；合作者包括南京大学陈骏院士、袁增伟教授、赵良教授、熊新，南京信息工程大学蒋松演副教授，复旦大学毕振凯等。研究得到国家自然科学基金重大研究计划集成项目“关键金属城市矿产聚集机制与资源化路径”（92462301）、关键地球物质循环前沿科学中心“GeoX”交叉项目（20250107）和中央高校基本科研业务费（2025300349）资助。研究过程中，清华大学曾现来教授和南京大学倪培教授等也提出了诸多建设性意见。
该成果也是我院本科拔尖创新人才培养的真实写照。李子昂同学自大二加入课题组开始开展城市矿产相关研究，并以国家级大学生创新训练计划项目“我国城市矿产中关键金属锂的成矿潜力评价”为基础持续深化，后入选江苏省“重点支持领域项目”和南京大学卓越人才培育计划之“未来拔尖创新人才”项目。本研究成果体现了我院依托重大科研平台，推动本科生早进课题、早入团队、早做科研的培养成效，也展示了拔尖班学生围绕国家战略需求开展原创性研究的成长路径。
论文信息：
Li, Z., Bi, Z., Xiong, X., Yuan, Z., Jiang, S., Zhao, L., Wang, G.*, & Chen, J. 2026. End of life electric vehicle batteries in China to 2060 and related resource management implications. Communications Earth & Environment, 7, 564. DOI: 10.1038/s43247-026-03555-3.
图文：李子昂、王国光
审核：曾罡
