废旧锂离子电池中有价金属回收的现状及展望

岳鹏程

（兰州理工大学，甘肃 兰州 730050）

1 锂离子电池的基本介绍

锂离子电池通常由外壳、粘结剂、电解液、隔膜、负极、正极等构成[1]，频繁充电放电将破坏电极材料结构，使容量严重衰减，当电池容量下降到总容量的70%～80%就需要更换此电池。据估计到2025年，锂离子电池废弃量将超过111.7GWh，其中三元锂离子电池废弃量约为101.40GWh[2]。大量丢弃的离子电池会对环境造成潜在的威胁，如果不经合理处置就丢弃它们，将对生态环境和人类健康等产生巨大危害，具体危害如表1所示。

表1 锂离子电池中主要重金属对人体的危害[1]

废旧锂离子电池中含有大量可回收的有价金属，其中钴(Co)含量占5%～20%、锂(Li)含量占5%～7%、镍(Ni)含量占5%～10%、其余有价金属含量占5%～10%(如：铜(Cu)、铁(Fe)、铝(Al)等)[2]。因此无论从经济方面考虑，还是从环保方面考虑将有价金属从废旧锂离子电池中回收皆是有必要的。

2 回收废旧锂离子电池中有价金属的相关工艺

废旧锂离子电池的组成十分复杂，因此为了提高物料的有效回收率，需要采用预处理工艺来获得不同的物料流，确保正极活性材料的有效分离，以进行进一步处理[2]。另外，废旧锂离子电池通常存在一定的残余电压，若不进行适当处理，容易引起自燃和爆炸，进而威胁操作人员的安全。基于此，废旧锂离子电池的预处理过程通常包括预放电、电池的粉碎和拆解以及集流体的脱附，预处理过程如图1所示[3]。

图1 预处理过程图[3]

2.1 浸出过程

浸出工艺是将预处理得到的电极材料进行溶解浸出，将电极材料中的金属元素以离子的形式吸收到溶液中，然后通过各种分离技术有选择性地分离回收主要的有价金属Co和Li等。……