2025年6月，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锂离子电池阴极材料的植物毒性研究方面取得进展，研究成果以“Unveiling the phytotoxicity of lithium-ion battery cathode materials and its implications for sustainable battery development”为题，在线发表于Environmental Science & Technology（DOI: 10.1021/acs.est.5c03801）。

碳中和在新能源方面的巨大需求使得锂离子电池成为重要的清洁能源材料。锂离子电池因其优异的性能被广泛应用。随着锂离子电池需求的增加，其环境问题逐渐引发关注。含锂颗粒被广泛用于锂离子电池阴极材料，偶然事件或不规范处理可能导致其释放到环境中，进而影响生态系统和生物体健康。但是迄今为止，关于对含锂颗粒环境风险的了解极为有限。

本研究主要探讨了锂离子电池阴极材料——磷酸铁锂（LFP）和磷酸锰铁锂（LMFP）颗粒暴露对植物生长的影响。结果表明，Mn掺杂可有效缓解LFP的植物毒性。通过结合理论计算、代谢组和微生物组等多种分析手段发现LFP和LMFP会破坏细胞结构，引发植物应激反应，改变代谢过程并降低抗氧化水平，从而导致植物毒性。Mn掺杂的 LMFP增强了颗粒表面极性，进而可以增加与土壤之间的作用力并减少植物吸收。同时，与LMFP相比，LFP对植物细胞膜造成更大的损伤。值得注意的是，LFP抑制了植物抗氧化通路，降低其应对非生物胁迫的能力。最后，风险熵结果表明锂离子电池阴极材料的环境风险不容忽视。

图1 植物的暴露示意图

图2 LFP和LMFP对植物的毒性机制

该研究为锂离子电池的绿色、安全和可持续发展提供了重要的科学数据，并为未来制定废旧锂离子电池回收政策提供了有益的参考。

该论文的通讯作者为刘倩研究员，第一作者为联合培养博士生刘娅聪。该研究得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金、中国科学院稳定支持基础研究领域青年团队等项目支持。

相关论文链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.est.5c03801