近日，材料科学与工程学院王福会教授团队徐大可教授课题组在微生物回收废旧锂离子电池研究领域取得重要进展。相关成果以“Lactiplantibacillus plantarum Enables Metal Recovery from Spent LiNi0.33Co0.33Mn0.33O2 Cathode via EPS-Mediated Synergistic Bioleaching”为题，发表于Journal of Hazardous Materials (DOI:10.2139/ssrn.6071904)。东北大学为第一完成单位，徐大可教授、张丹妮副教授为共同通讯作者，生命科学与健康学院博士生李敏、材料科学与工程学院硕士研究生王红及张丹妮副教授为共同第一作者。东北大学为第一完成单位和唯一通讯单位。
废旧锂离子电池的大量淘汰与堆积已成为制约新能源产业绿色发展的关键瓶颈，传统强酸湿法回收工艺存在环境污染风险高、经济性不佳等突出问题。因此，开发条件温和、环境友好、安全可持续的废旧电池正极材料绿色湿法回收新技术，已成为资源循环与环境材料领域的重要研究方向。
图1. L. plantarum及EPS协同浸出废旧NCM111正极材料中金属离子示意图
该研究选用生物安全1级的弱产酸菌植物乳杆菌(L. plantarum)在pH 3.9–4.1的温和酸性条件下实现废旧NCM111正极材料的高效生物浸出，在5.0 g/L固液比下，一步共培养策略7天内可实现Li、Ni、Co、Mn浸出百分比分别达54.5%、46.1%、45.1%和45.5%；体系中添加100 mg/L胞外聚合物(EPS)可进一步将浸出率提升至62.7%、60.7%、53.0%和53.0%，EPS通过促进细菌在材料表面吸附并形成类生物膜结构，强化微生物–矿物界面相互作用，实现酸解与氧化还原反应的高效协同。转录组学分析表明，L. plantarum可通过上调核苷酸合成、抗氧化系统与氨基酸代谢抵御重金属胁迫，而外源EPS能够特异性调控硫、硒代谢通路，提升细菌对氧化胁迫的耐受性，维持高代谢活性并提升浸出效率。该工艺条件温和、绿色安全，可通过糖蜜等廉价农业副产物降低培养基成本，浸出残渣具备二次资源化与再浸出潜力，模块化设计适配中小型废旧锂离子电池分布式回收场景，具有良好的工业化应用前景。
这项研究构建了一套基于温和型益生菌的废旧三元正极绿色生物回收体系，突破了传统湿法冶金强酸、高污染的技术局限，为废旧锂离子电池高效、安全、低碳循环利用提供了全新策略，在动力电池回收、固废资源化、环境友好冶金等领域展现出重要应用价值。该研究获得国家杰出青年科学基金和辽宁省“兴辽英才”计划基金资助。
