废旧LiNi1-x-yCoxMnyO2和LiFePO4动力电池湿法回收技术的研究现状

常 凯，马 振

（上海安悦节能技术有限公司，上海 200083）

锂离子电池是20世纪90年代研制的一种新型电池，因其电容量大、能量密度高而获得了电池和汽车厂商的一致认可[1]。按照正极材料不同，锂电池分为磷酸铁锂（LiFePO4）、三元锂（LiNi1-x-yCoxMnyO2）、锰酸锂（LiMn2O4）等[2]。动力锂电池的结构如图1所示。目前，市场上的动力锂电池以LiFePO4电池为主，LiNi1-x-yCoxMnyO2电池为辅，其他类型的锂电池占少量份额，如图2所示。近年来，随着新能源汽车的推广和普及，动力锂电池的生产量不断增大。据测算，2020年报废动力锂电池量将保持在12～17 万t。动力锂电池正极材料中含有大量的重金属，具有较高的回收价值，若不能集中回收处置，不仅造成资源浪费，还会带来环境问题[3]。

图1 动力锂电池的结构

图2 国内不同类型动力锂电池的市场比例

LiFePO4电池比能量高、循环寿命长，广泛应用于新能源汽车制造行业，仍然是市场中最重要的配套电池体系[4]。LiNi1-x-yCoxMnyO2电池的放电容量大、热稳定性好，国外车用锂电池已广泛使用三元锂电池，国内也开始向三元材料靠拢[5]。LiNi1-x-yCoxMnyO2和LiFePO4正极材料的回收价值高，引起了国内外专家的广泛研究[6]。锂电池正极材料的处置一般分为干法、湿法和生物法等（见图3）。干法处理效率低、能耗大且二次污染严重；生物法稳定性差、处理周期长；而湿法效率高，回收技术成熟，是应用最为广泛的锂电池回收技术。本文概述了LiNi1-x-yCoxMnyO2和LiFePO4电池的湿法回收技术，分析了处理过程中存在的问题，为三元锂、磷酸铁锂电池正极材料的资源化回收提供参考。……