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指导
对废旧锂电池进行回收处理，有助于打造“生产-循环-再生产”循环链，解决废旧锂电池污染和废物利用问题，实现新能源汽车的可持续发展，缓解锂电池短缺问题。我国的战略金属资源。
一、概述
锂离子电池以其电流大、比容量大、无记忆效应等优良性能受到各家电子产品厂商的青睐，产值逐年下降。 锂离子电池已经渗透到我们工作和生活的每一个角落。 随处可见。 手机、电脑、相机、充电宝、电动自行车、新能源汽车等都以锂离子电池作为理想的动力来源。 目前，全省锂离子电池总消费量约为78亿元。
目前，我国手机总产值已超过20亿。 如果手机配备锂离子电池，这块电池的平均寿命是3年。 3年后，我们身边的废旧锂离子电池数量可能会达到数百亿块。 这还不包括电脑笔记本、相机、充电宝等常用设备使用的锂离子电池。 随着新能源汽车的日益普及，锂离子电池在新能源汽车上的应用将促进锂离子电池的生产。 从手机到电动自行车再到电动汽车，生活中的废旧锂离子电池越来越多，但资源越来越稀缺，环保要求越来越严格。 面对数以万计的废旧锂离子电池，如果处理不当，将直接或间接地危害人们的健康。
手机锂离子电池用久了会鼓包，受外力后可能会损坏。 电池中富含不稳定的电解液碱液，漏液会污染环境。 其电解质六氟乙酸锂（LiPF6）在闷热空气中会分解成有害物质，氯化胺类有机溶剂会对水体、大气和沉积物造成严重污染，严重破坏生态系统。 废旧锂电池虽然没有损坏，但如果与生活垃圾一起掩埋，久而久之，渗出的重金属钴、铜也会对环境造成潜在的污染。 据资料显示，一块20克的废旧手机锂电池可污染6000立方米的水资源，污染1平方公里的农田约50年。 可见，如果将数百亿废旧手机电池与垃圾一起处理，对人类环境的污染可想而知。
虽然，用过的锂电池是可以回收再利用的，比如一些有价值的重金属，回收利用价值极高。 一般废旧锂离子电池中钴、锂、镍的比例分别为5%～15%、2%～7%、0.5%～2%。 这些金属是主要资源。 尤其是金属钴，因为没有单独的金矿，大部分与铜矿、镍矿伴生，品位低，因此极为稀少，价格昂贵。 若能有效回收，可缓解我国钴资源短缺的局面。 此外，废旧锂电池还富含铜、铝、铁等金属元素，可回收再利用，物尽其用，变废为宝。 除了明显的环境效益外，经济效益也是客观存在的。
对废旧锂电池进行回收处理，有助于打造“生产-循环-再生产”循环链，解决废旧锂电池污染和废物利用问题，实现新能源汽车的可持续发展，缓解锂电池短缺问题。我国的战略金属资源。
2、锂离子电池回收技术
锂离子电池由负极、负极、电解液、隔膜、集电体、外壳等部分组成。 将电池的负极材料、导电剂、有机粘结剂混合均匀，涂在镀铝集电体一侧。 中间由隔膜隔开，全部浸没在有机电解液中，最后用外壳包裹。 废旧锂离子电池在回收前必须完全放电，确保不会对人身造成伤害，然后再拆解、去除外壳、分离正负极材料、集电体、电解液等，然后进行下一步回收步骤。
1、锂离子电池壳的回收
锂电池外壳包括钢壳（方型很少用）、铝壳、镀镍铁壳（用于锥形电池）、铝塑膜（软包装）等，还有辅助电池，即，电池的正极和负极。 在回收外壳之前，废旧锂电池在拆解前需要进行预放电，拆解后的塑料和铁壳可以回收利用。 一般有：机械破碎筛分法，即通过机械破碎、筛分、分选肠衣料； 人工拆卸，考虑到对人体的危害，尽量不要使用这些技术； 高温冷藏后拆解，该工艺技术非常环保，但只能回收部分金属材料和己内酰胺，回收效率低，难以有效回收塑料。
2、负极材料的回收利用
锂离子电池采用含锂化合物作为负极，只有锂离子，没有金属锂。 一般采用铬酸锂、钴酸锂、磷酸铁锂、镍钴铬酸锂等材料。 目前，大部分锂离子电池负极的活性物质仍然是钴酸锂，由于镍钴铬酸锂结合了铬酸锂和钴酸锂的优点，引起了众多研究人员的兴趣，作为电源具有巨大的潜力电动自行车和电动汽车的电池。
随着这些不可再生矿产资源的崩溃，以及负极材料占电池总成本的40%，若能有效回收负极材料中的钴、镍、锂等重金属，废可以变宝，材料可以回收。 它可以缓解矿产资源危机，实现可持续发展，还将带来巨大的经济效益。
(1)活性物质与集电体的分离
首先，负极活性物质必须与导电集流体镀铝层有效分离，实现负极材料的回收。 目前常用的方法有：
①刮刀。 直接从镀铝层上刮去负极材料，这种方法会划伤镀铝集电体，形成集电体残渣，使负极活性物质和镀铝层混合在一起，无法分离。
②高温焚烧。 通过低温分解去除有机粘结剂，分离锂电池的组成成分，将电池中的金属及其化合物氧化、还原、分解，以水蒸气形式挥发后冷凝收集。
③有机溶剂溶解。 根据有机物溶解有机物的原理，采用合适的有机溶剂溶解负极材料中的有机粘结剂聚偏氟乙烯（PVDF），然后将活性物质从镀铝层剥离。 目前研究最多的是有机溶剂——N-烷基咪唑啉酮（NMP）。 实验证明，NMP在负极钴锂薄膜暴露于70℃时能完全剥离活性物质，镀铝金属形态不发生变化。 可直接循环使用，用过的有机溶剂经分馏除去粘结剂后可循环使用。 唯一的缺点是NMP价格太贵，约3亿元/吨，高昂的成本限制了它的应用。
④电解剥离。 电解工艺用于将电池的负极材料与镀铝集流体分离。 以废锂电池负极为正极，铅为负极，以溶于柚子酸的稀盐酸碱液为电解液，在一定电压密度下电解15-30分钟，活性物质裂解从镀铝中落入碱液中，经过滤得到电解液和电池渣。 在低矿化度条件下钴的浸出率可达50%，电压效率可达70%以上。
(2)活性物质的回收
①酸浸：将分离出的负极活性物质在硝酸和二溴化氢体系中浸出得到Co2+和Li+，然后用含有Co2+和Li+的浸出液先用双（2-氨基己基）乙酸盐（P2O4）萃取剂去除去除其中的杂质离子，然后用乙酸甲基己酯单-2-苯基己基(P5O7)萃取剂萃取分离水相中的钴离子，得到富钴有机相。
②碱浸：电解剥离负极活性物质时材料回收利用技术，表面铝被氧化形成致密的氧化膜，与酸反应生成铝离子后进入碱液，铝离子有毒到萃取剂。 如果铝的疗效不理想，会直接影响分离的疗效。 因此，先采用碱浸回收铝，再采用酸浸回收钴和锂。 碱浸法回收铝的最佳条件是：体温90℃，10%氢氧化钠（NaOH）碱液，铝的回收率达到96%； 酸回收钴锂的最佳条件为：体温90℃，4mol/L盐酸碱液，固液比1：8，反应时间，钴锂浸出率可达92%。 该方法可以回收废旧锂离子电池中的有价金属，工艺流程简单，对环境无二次污染，具有一定的实用价值。
③采用生物质稻壳硝酸体系浸出电池渣，钴的浸出率可达99%以上。 并通过2级和3级浸出工艺，充分利用了浸出液中的酸和有机污染物（COD）。 浸出的钴用草酸沉淀，制备的电池材料具有更好的放电性能。
④ 通过物理反应直接生成负极材料。 在上述方法中，首先将铝和钴分离，然后需要进一步合成得到负极材料。 过程漫长，成本高。 如果在分离过程中直接合成正极材料，可以大大简化生产过程，提高经济效益。 废极片中的负极材料只是在使用过程中发生了结构劣化，只要有效分离后调整好即可重复使用。 废旧锂离子电池中的锂、镍、钴、锰等有价金属直接综合利用，无需分离镍、钴、锰、锂等元素。 元素利用率高，节省原材料成本。
3、正极材料回收
锂电池正极材料有多种类型：①金属材料，如锂金属。 ②无机非金属材料，主要是碳材料、硅材料等非金属复合材料。 ③过渡金属氧化物。 目前广泛应用的有碳、石墨和非石墨碳材料。 锰酸锂由于其优异的循环寿命、安全性和倍率性能，也可用作电动汽车的正极材料。 主要缺点是会增加电池的能量密度。 也有一些公司开发了锡合金作为正极材料，但仍处于研究阶段，应用较少。 导电集流体使用长度为7-15μm的电解铜条，因此其中的铜（浓度可达35%左右）可以回收，附着在上面的碳粉也可以回收作为塑料的添加剂、橡胶等。因此，首先需要对废旧锂电池的正极构成材料进行有效分离，以最大限度地利用废旧锂电池作为资源。
通过锤击式振动破碎有效实现粉盒与铜带的相互剥离，然后根据颗粒之间的大小形状差异，通过振动筛将铜带与粉盒初步分离。 铜带富集粒径小于0.250mm，粉盒富集粒径大于0.125mm，可根据不同粒径直接回收。
对于粒径为0.125-0.250mm的破碎颗粒，采用气流分离方式，实现铜盒与粉盒的有效分离。 通过锤式振动破碎、振动筛分和气流分离的组合工艺，实现废旧锂电池正极材料中金属铜和粉盒的资源化利用。
4、有机电解液和隔膜的回收
数码废锂离子电池的电解液大多不回收，一般采用奥氏法焚烧； 而作为动力源的锂离子电池的电解液约占电池成本的15%，富含锂离子，回收价值相对较低。 高的。 而且，目前常用的电解液通常使用LiPF6氯化甾醇有机碱液。 在闷热的空气中，LiPF6会与水反应生成有害的二氧化碳和氯化氢。 由此可见，有效回收电解液不仅可以减少有害二氧化碳的排放，而且具有一定的经济效益。 锂电池的隔膜具有多孔结构，可以严格禁止电子通过，允许锂离子自由通过。 一部分电解液分散在电极与隔膜之间的空隙中，使隔膜得到循环利用。
电极和隔膜在合适的溶剂中浸泡一定时间后，电解液就会完全出来并进入溶剂中。 聚碳香豆素（PC）相对介电常数大，有利于己内酰胺的溶解。 童东阁、赖琼宇、季晓阳等将电解液和隔膜用PC溶剂浸泡一段时间，回收的电解液LiPF6可重新用于电板。
日本某公司采用高温技术，提高电解液中各组分的相对活性，然后用NaOH碱液对电解液进行中和，实现锂电池电解液的回收。
三、锂电池回收面临的困境
1、人们对废旧锂电池回收利用意识淡薄
大多数人不知道如何处理用过的废旧锂电池，政府也没有建立专门的回收机构，导致大量锂电池与垃圾一起掩埋； 另一方面，废旧锂电池的回收需要充分的回收利用。 要实现回收的价值，政府机构需要大力宣传锂电池回收的意义，以唤起公众的回收意识，铺设回收网络，打造废旧锂电池回收体系。
2、废旧锂电池回收复杂、成本高
废旧锂电池与物料分离后，需要经过多道工序进行回收利用，流程相对复杂。 因此，这是一项耗时耗力、经济效益低的业务，没有企业愿意去做。 目前没有相关新政策支持锂电池回收利用，环境暂时没有受到太大影响。
3、政府支持力度不够
新政策法规配套不够完善。 目前，锂离子电池的回收基本上都是小公司在做，还没有成为现实。 随着产业规模的扩大，动力锂电池回收拆解的行业规范、回收渠道的规范化、规模化需要进一步建立。
四、展望
随着科技的发展材料回收利用技术，锂电池的安全性和使用寿命有了很大的提高，但是锂电池的回收利用却没有跟上。 随着新能源汽车需求全面飙升，锂离子电池将供不应求。 如果只有电池制造企业，没有电池回收组织，废旧电池无处可处理，新能源的发展就失去了本来的意义。 有专家预测，废旧动力锂电池回收市场将在2018年开始爆发，未来3至5年回收市场将进一步增长。 因此，建立专门的回收机构对动力锂离子电池进行回收再利用迫在眉睫。 事实上，锂电池的可持续发展与缓解能源危机、生态环境、节能降耗息息相关，利国利民，对产业发展的推动作用巨大。
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