在現代生活中，鋰離子電池扮演著不可或缺的角色。這些電池不僅含有鋰，還包含鎳、錳、鈷等關鍵元素，它們以不同的比例結合，構成了電池的正極材料。這些元素的比例，決定了電池的性能、能量密度和安全性。然而，隨著電池壽命的終結，如何有效地回收和再利用這些珍貴的材料，成為了一個重要的科學課題。

       鋰電池的回收過程開始于電極的粉碎。這一步驟將電池的正極和負極材料混合，形成一種類似于“黑粉”的混合物。這種混合物包含了電池中的所有活性成分，如鎳、錳、鈷（NMCs）和石墨等。盡管這些黑色粉末外觀上看起來沒有什么特別，可實際上是復雜的元素集合體，其內部的元素分布蘊含著電池的原始信息。

       為了解析“黑粉”的秘密，科學家們采用了微區XRF技術。微區XRF技術又稱μ-XRF，可以分析樣品中各元素的分布特征及含量信息，通過疊加關鍵元素的結果，可以揭示“黑粉”中不同元素的分布和比例。例如，鎳、錳、鈷等元素在圖譜中以不同的顏色表示，從而可以直觀地看出它們在“黑粉”中的相對含量。這些信息對于理解電池的化學組成和性能至關重要。

使用Bruker M4 μ-XRF 分析不同來源的鋰電池回收“黑粉”，可以清晰分辨Ni、Mn、Co、Fe、Ti等關鍵元素的分布特征及含量信息。圖中 Ni, Mn, Co, Fe, Ti元素分別以綠，藍，紅，黃，白表示

       另外，科學家們還能利用這些數據，在鎳-錳-鈷（Ni-Mn-Co）三元圖中追溯“黑粉”來源。Ni-Mn-Co三元圖可以幫助統計混合物中Ni、Mn、Co的比例，通過將“黑粉”的數據點映射到這個三元圖中，我們不僅能夠追溯到“黑粉”的來源，還能夠分析出不同電池技術的元素使用效率和回收潛力。

       隨著電動汽車和可再生能源技術的快速發展，鋰電池的需求預計將持續增長。因此，提高電池回收的效率和科學性，對于實現能源的可持續管理和減少環境影響具有重要意義。通過對“黑粉”等回收材料的深入研究，我們不僅能夠更好地理解電池的生命周期，還能夠推動循環經濟的發展，為建設一個更加綠色的未來做出貢獻。

微區X射線熒光光譜儀

       微區X射線熒光元素分布成像技術是對不均勻、不規則、大樣品甚至小件樣品和包裹物進行高靈敏度、非破壞性元素成像分析的方法，涉及領域包含生物金屬材料、非金屬材料、生物組織切片、醫療器械等。

Bruker 微區X射線熒光光譜儀 M4 TORNADO