能源和環(huán)境是21世紀(jì)人類(lèi)所需要面臨的兩個(gè)重大的問(wèn)題，新能源的開(kāi)發(fā)和資源綜合回收利用是人類(lèi)可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)和方向。近年來(lái)，鋰離子電池由于質(zhì)量輕、體積小、自放電小、無(wú)記憶效應(yīng)、工作溫度范圍寬、可快速充放電、使用壽命長(zhǎng)、環(huán)保等優(yōu)勢(shì)而得到了廣泛的應(yīng)用。最早Whittingham利用Li-TiS體系制成首個(gè)鋰電池，到1990年實(shí)現(xiàn)商業(yè)化，至今已發(fā)展40余年，取得了很大的進(jìn)步。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2017年1~10月中國(guó)鋰離子電池累計(jì)產(chǎn)量為89.9億只，累計(jì)增長(zhǎng)率達(dá)34.6%。國(guó)際上，鋰離子電池在航天電源領(lǐng)域的應(yīng)用已進(jìn)入工程化應(yīng)用階段，全球一些公司和特種部門(mén)對(duì)鋰離子電池應(yīng)用于航天進(jìn)行了研發(fā)，如美國(guó)的“國(guó)家特種和航天管理局”（NASA）、Eagle-Picher電池公司、法國(guó)的SAFT公司、日本的JAXA公司等。

隨著鋰離子電池的廣泛應(yīng)用，造成了廢舊電池的數(shù)量越來(lái)越多。預(yù)期在2020年前后，我國(guó)僅純電動(dòng)（含插電式）乘用車(chē)和混合動(dòng)力乘用車(chē)動(dòng)力電池的累計(jì)報(bào)廢量在12~17萬(wàn)t。鋰電池雖被稱(chēng)為“綠色電池”，不含有Hg、Pb等有害元素，但其正極材料、電解質(zhì)溶液等會(huì)對(duì)環(huán)境造成很大的污染，同時(shí)造成資源的浪費(fèi)。因此，綜述國(guó)內(nèi)外廢舊鋰電池回收處理的工藝現(xiàn)狀，并在此基礎(chǔ)上總結(jié)廢舊鋰離子電池回收工藝的發(fā)展方向，具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1鋰離子電池的主要成分

鋰離子電池主要成分包含外殼、電解液、陽(yáng)極材料、陰極材料、膠黏劑、銅箔和鋁箔等。其中，Co、Li、Ni質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為5%~15%、2%~7%、0.5%~2%，還有Al、Cu、Fe等金屬元素；從主要成分價(jià)值占比來(lái)看，陽(yáng)極材料和陰極材料約占33%和10%，電解液和隔膜分別約占12%和30%。廢舊鋰離子電池中主要回收的金屬是Co和Li，主要集中在陽(yáng)極材料上的鈷鋰膜上。尤其是我國(guó)鈷資源相對(duì)貧乏，開(kāi)發(fā)利用較為困難，而在鋰離子電池中鈷的質(zhì)量分?jǐn)?shù)約占15%，是伴生鈷礦的850倍左右。目前，以L(fǎng)iCoO2為正極材料的鋰離子電池應(yīng)用較為廣泛，其中含有鈷酸鋰、六氟磷酸鋰、有機(jī)碳酸酯、碳素材料、銅、鋁等化學(xué)物質(zhì)，主要金屬含量如表1所示。

2廢舊鋰離子電池回收工藝

采用濕法工藝處理廢舊鋰離子電池是目前研究較多且較為成熟的工藝，工藝流程如圖1所示。主要經(jīng)歷3個(gè)階段：1）將回收的廢舊鋰離子電池進(jìn)行徹底放電、簡(jiǎn)單的拆分破碎等預(yù)處理，篩分后獲得主要電極材料或破碎后經(jīng)焙燒除去有機(jī)物后得到電極材料；2）將預(yù)處理后得到的電極材料溶解浸出，使各種金屬及其化合物以離子的形式進(jìn)到浸出液中；3）浸出液中有價(jià)金屬的分離與回收，這一階段是廢舊鋰電池處理過(guò)程的關(guān)鍵，也是多年來(lái)研究者們研究的重點(diǎn)與難點(diǎn)。目前，分離回收的方法主要有溶劑萃取法、沉淀法、電解法、離子交換法、鹽析法等。

2.1預(yù)處理

2.1.1預(yù)放電

廢舊鋰離子電池中大都?xì)堄嗖糠蛛娏浚谔幚碇靶枰M(jìn)行徹底放電，否則在后續(xù)處理中，殘余的能量會(huì)集中釋放出大量的熱量，可能會(huì)造成安全隱患等不利影響。廢舊鋰電池的放電方式可以分為2種，分別是物理放電和化學(xué)放電。其中，物理放電為短路放電，通常利用液氮等冷凍液對(duì)其先進(jìn)行低溫冷凍，后穿孔強(qiáng)制放電。早期，美國(guó)Umicore、Toxco公司采用液氮對(duì)廢舊鋰電池進(jìn)行低溫（-198℃）放電，但這種方法對(duì)設(shè)備的要求較高，不適合大規(guī)模工業(yè)應(yīng)用；化學(xué)放電是在導(dǎo)電溶液（多為NaCl溶液）中通過(guò)電解的方式釋放殘余能量。早期，南俊民等將單體廢舊鋰電池置于水和電子導(dǎo)電劑的鋼制容器中進(jìn)行放電，但由于鋰離子電池的電解液中含有LiPF6，與水接觸后會(huì)反應(yīng)生成毒性很強(qiáng)的HF，給環(huán)境和操作人員帶來(lái)危害，故需要在放電后立即對(duì)其進(jìn)行堿浸。近年來(lái)，宋秀玲等利用抗壞血酸的酸性、還原性及穩(wěn)定性構(gòu)建了化學(xué)性質(zhì)相對(duì)溫和的硫酸鹽溶液放電體系，確定了最佳放電條件為：電解液MnSO4濃度0.8mol/L、pH=2.78、抗壞血酸的濃度2g/L，放電時(shí)間8h，最終消電電壓降低到0.54V，滿(mǎn)足綠色高效的放電要求。相較而言，化學(xué)放電成本更低，操作簡(jiǎn)單，可滿(mǎn)足工業(yè)大規(guī)模放電的應(yīng)用，但電解液對(duì)金屬殼體及設(shè)備的腐蝕，會(huì)在放電流程中帶來(lái)不利影響。

2.1.2破碎分離

破碎分離的過(guò)程主要是為了將電極材料與其它物質(zhì)（有機(jī)物等）在機(jī)械作用下通過(guò)多級(jí)破碎、篩選等分離技術(shù)聯(lián)用，實(shí)現(xiàn)電極材料的分離富集，以便于后續(xù)利用火法、濕法等工藝從中回收有價(jià)金屬及化合物。機(jī)械分離法是目前普遍采用的預(yù)處理方法之一，易于實(shí)現(xiàn)廢舊鋰離子電池大規(guī)模工業(yè)化回收處理。Shin等通過(guò)粉碎、篩分、磁選、精細(xì)粉碎和分類(lèi)的工序以達(dá)到LiCoO2的分離富集。結(jié)果表明，在較好的條件下可以提高目標(biāo)金屬的回收率，但由于鋰電池結(jié)構(gòu)復(fù)雜，通過(guò)該方法很難將各組分徹底分開(kāi)；Li等采用了一種新型的機(jī)械分離方法，提高了Co的回收效率同時(shí)降低了能耗與污染。對(duì)于拆分出的電極材料，在55℃水浴中使用超聲波進(jìn)行沖洗和攪拌10min，結(jié)果使得92%的電極材料與集流體金屬分離。同時(shí)，集流體可以以金屬的形式進(jìn)行回收。

2.1.3熱處理

熱處理的過(guò)程主要是為了除去廢舊鋰電池中難溶的有機(jī)物、碳粉等，以及對(duì)于電極材料和集流體的分離。目前采用的熱處理方式多為高溫常規(guī)熱處理，但存在分離深度低、環(huán)境污染等問(wèn)題，為進(jìn)一步改善工藝，近年來(lái)，對(duì)高溫真空熱解法的研究越來(lái)越多。Sun等采用高溫真空熱解的方法將廢舊電池材料在粉碎之前于真空爐中進(jìn)行熱解，以10℃·min-1的速度升溫至600℃后恒溫30min，有機(jī)物以小分子液體或氣體的形式分解，可單獨(dú)收集后用于化學(xué)原料，同時(shí)，經(jīng)高溫?zé)峤夂?，LiCoO2層變得疏松易于從鋁箔上分離，有利于最終無(wú)機(jī)金屬氧化物可以有效分離富集；孫亮采用真空熱解的方法預(yù)處理廢舊鋰離子電池正極材料。結(jié)果表明，當(dāng)體系壓強(qiáng)低于1.0kPa，反應(yīng)溫度600℃，反應(yīng)時(shí)間30min時(shí)，有機(jī)粘結(jié)劑可以被基本除去，正極活性物質(zhì)大部分從鋁箔上脫落分離，鋁箔保持完好。相較于常規(guī)熱處理技術(shù)，高溫真空熱解法可單獨(dú)回收有機(jī)物，提高資源綜合利用率，同時(shí)可以避免有機(jī)材料分解后產(chǎn)生的有毒氣體對(duì)環(huán)境造成污染，但對(duì)其設(shè)備要求高、操作復(fù)雜，工業(yè)化推廣具有一定的局限性。

2.1.4溶解法

溶解法是根據(jù)“相似相溶”的原理，利用正極材料與黏結(jié)劑（多為PVDF）、鋁箔等雜質(zhì)在有機(jī)溶劑中的溶解性的差異實(shí)現(xiàn)分離富集。常選取強(qiáng)極性有機(jī)溶劑溶解電極上的PVDF，使正極材料從集流體鋁箔上脫落。梁立君[22]選取多種極性有機(jī)溶劑對(duì)破碎后的正極材料進(jìn)行溶解分離對(duì)比實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)最佳溶劑為N-甲基吡咯烷酮（NMP），在最優(yōu)條件下可以使正極材料活性物質(zhì)LiFePO4及碳的混合物與鋁箔徹底分離；Hanisch等采用溶解法對(duì)經(jīng)過(guò)熱處理和機(jī)械壓力分離及篩分過(guò)程后的電極進(jìn)行徹底的分選。將電極在90℃下置于NMP中處理10~20min，重復(fù)6次后，電極材料中的粘結(jié)劑可以完全溶解，分離效果較為徹底。溶解法相較于其它前處理方法，操作簡(jiǎn)單，同時(shí)可以有效提高分離效果及回收速率，工業(yè)化應(yīng)用前景較好。目前，黏結(jié)劑多采用NMP溶解分離，效果較好，但因其價(jià)格較高、易揮發(fā)、低毒性等不足，從而在一定程度上限制了其在工業(yè)上的推廣應(yīng)用。

2.2電極材料的溶解浸出

溶解浸出過(guò)程是對(duì)預(yù)處理后得到的電極材料進(jìn)行溶解浸出，使電極材料中的金屬元素以離子的形式進(jìn)入到溶液中，然后通過(guò)各種分離技術(shù)選擇性分離回收其中的主要有價(jià)金屬Co、Li等。溶解浸出的方法主要包括化學(xué)浸出和生物浸出法。

2.2.1化學(xué)浸出

傳統(tǒng)的化學(xué)浸出方法是通過(guò)酸浸或堿浸的方式實(shí)現(xiàn)電極材料的溶解浸出，主要包括一步浸出法和兩步浸出法。一步浸出法通常采用無(wú)機(jī)酸HCl、HNO3、H2SO4等作為浸出劑對(duì)電極材料直接溶解浸出，但這種方法會(huì)產(chǎn)生Cl2、SO2等有害氣體，故需要進(jìn)行尾氣處理。研究發(fā)現(xiàn)，在浸出劑中加入H2O2、Na2S2O3等還原劑，可有效解決這一問(wèn)題，同時(shí)Co3+被還原成更易于溶解到浸出液中的Co2+，從而提高浸出率。潘曉勇等采用H2SO4-Na2S2O3體系浸出電極材料，分離回收Co、Li。結(jié)果表明，H+濃度3mol/L、Na2S2O3濃度0.25mol/L、液固比15:1，90℃下反應(yīng)2.5h，Co、Li的浸出率高于97%；陳亮等采用H2SO4+H2O2為浸出劑對(duì)活性物質(zhì)進(jìn)行浸出。結(jié)果表明：液固比10:1、H2SO4濃度2.5mol/L、H2O2加入量2.0mL/g(粉料)、溫度85℃、浸出時(shí)間120min，Co、Ni和Mn的浸出率分別達(dá)到97%、98%和96%；陸修遠(yuǎn)等采用H2SO4+還原劑體系浸出廢舊高鎳型鋰離子電池正極材料（LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2），研究了不同還原劑（H2O2、葡萄糖及Na2SO3）對(duì)金屬浸出效果的影響。結(jié)果表明：在最適宜條件下，采用H2O2作為還原劑，主要金屬的浸出效果最好，Li、Co、Ni、Mn的浸出率分別為100%、96.79%、98.62%、97%。綜合看來(lái)，采用酸-還原劑作為浸出體系，相較于直接酸浸，因浸出率更高、反應(yīng)速率更快等優(yōu)點(diǎn)成為目前工業(yè)上處理廢舊鋰離子電池的主流浸出工藝。兩步浸出法是將廢舊鋰電池經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單預(yù)處理后先進(jìn)行堿浸出，使Al以NaAlO2的形式進(jìn)入到溶液中，之后加入浸出酸，并在其中加入還原劑H2O2或Na2S2O3做為浸出液，得到的浸出液通過(guò)調(diào)節(jié)pH值，選擇性沉降A(chǔ)l、Fe并分別回收，將所獲得的母液進(jìn)一步進(jìn)行Co、Li元素的提取和分離。鄧朝勇等[27]采用10%NaOH溶液進(jìn)行堿浸，Al浸出率為96.5%，2mol/L的H2SO4和30%H2O2進(jìn)行酸浸，Co浸出率為98.8%。浸出原理如下：

2LiCoO2+3H2SO4+H2O2→Li2SO4+2CoSO4+4H2O+O2

將所獲得的浸出液，經(jīng)多級(jí)萃取等工藝，最終Co的回收率達(dá)到98%以上。該方法流程簡(jiǎn)單，易于操作，對(duì)設(shè)備腐蝕小，污染少。

2.2.2生物浸出法

隨著技術(shù)的發(fā)展，生物冶金技術(shù)因其高效環(huán)保、成本低等優(yōu)勢(shì)有著更好的發(fā)展趨勢(shì)及應(yīng)用前景。生物浸出法是通過(guò)細(xì)菌的氧化作用，使金屬以離子的形式進(jìn)入到溶液。近年來(lái)，有研究者研究了采用生物浸出法浸出廢舊鋰離子電池中的有價(jià)金屬。Mishra等采用無(wú)機(jī)酸和嗜酸菌酸氧化亞鐵硫桿菌對(duì)廢舊鋰電池進(jìn)行浸出，利用元素S和Fe2+作為能源，在浸出介質(zhì)中產(chǎn)生H2SO4和Fe3+等代謝產(chǎn)物，利用這些代謝物溶解廢舊鋰離子電池中的金屬。研究發(fā)現(xiàn)，Co的生物溶解速度比Li快。Fe2+可以促進(jìn)生物菌生長(zhǎng)繁殖，F(xiàn)e3+與殘留物中的金屬共沉淀。較高的液固比，即金屬濃度的增加，會(huì)抑制細(xì)菌的生長(zhǎng)，不利于金屬的溶解；Marcináková等在兩種不同介質(zhì)下采用嗜酸細(xì)菌的聚生體對(duì)Li和Co進(jìn)行生物浸出。富含營(yíng)養(yǎng)的培養(yǎng)基由細(xì)菌生長(zhǎng)所需的所有礦物質(zhì)構(gòu)成，低營(yíng)養(yǎng)培養(yǎng)基以H2SO4和元素S作為能源。研究發(fā)現(xiàn)，在富營(yíng)養(yǎng)環(huán)境中，Li和Co的生物浸出率分別為80%和67%；而在低營(yíng)養(yǎng)環(huán)境中，僅溶解35%的Li和10.5%的Co。生物浸出法相較于傳統(tǒng)的酸-還原劑浸出體系，具有成本低、綠色環(huán)保等優(yōu)勢(shì)，但主要金屬（Co、Li等）的浸出率相對(duì)較低，工業(yè)化大規(guī)模處理具有一定的局限性。

2.3浸出液中有價(jià)金屬元素的分離回收

2.3.1溶劑萃取法

溶劑萃取法是目前廢舊鋰電池金屬元素分離回收應(yīng)用較為廣泛的工藝，其原理是利用有機(jī)溶劑與浸出液中的目標(biāo)離子形成穩(wěn)定的配合物，再采用適當(dāng)?shù)挠袡C(jī)溶劑將其分離，從而提取目標(biāo)金屬及化合物。通常采用的萃取劑主要有Cyanex272、AcorgaM5640、P507、D2EHPA和PC-88A等。Swain等[30]研究了Cyanex272萃取劑濃度對(duì)Co、Li分離的影響。結(jié)果表明，濃度在2.5~40mol/m3，Co的萃取率從7.15%增加到99.90%，Li的萃取率從1.36%增加到7.8%；濃度在40~75mol/m3，Co的萃取率基本不變，Li的萃取率迅速增加到18%；濃度高于75mol/m3時(shí)，Co的分離因子隨濃度增加而減小，最大分離因子為15641。吳芳等兩步法浸出后，采用萃取劑P204萃取凈化浸出液，P507萃取分離Co、Li，后采用H2SO4反萃，回收后萃取液加入Na2CO3選擇性回收Li2CO3。pH值為5.5時(shí)，Co、Li分離因子達(dá)到1×105，Co的回收率在99%以上；Kang等從成分為5%~20%Co、5%~7%Li、5%~10%Ni、5%有機(jī)化學(xué)品和7%塑料的廢舊鋰離子電池中回收硫酸鈷，對(duì)于Co濃度為28g/L的浸出液，通過(guò)調(diào)節(jié)pH值至6.5沉降金屬離子雜質(zhì)如Cu、Fe和Al。然后通過(guò)Cyanex272從純化的水相中選擇性地萃取Co，當(dāng)pH＜6時(shí)，Co/Li和Co/Ni的分離因子接近750，Co的總回收率約為92%。可以發(fā)現(xiàn)，萃取劑的濃度對(duì)萃取率有著較大的影響，同時(shí)通過(guò)控制萃取體系的pH值，可以實(shí)現(xiàn)主要金屬（Co和Li）的分離。

在此基礎(chǔ)上，采用混合萃取體系處理廢舊鋰離子電池，可以較好的實(shí)現(xiàn)主要金屬離子的選擇性分離回收[33-34]。Pranolo等[33]研究了一種混合萃取體系選擇性回收了廢舊鋰離子電池浸出液中的Co和Li。結(jié)果表明，將2%（體積比）AcorgaM5640添加到7%（體積比）Ionquest801中，可以降低萃取Cu的pH值，通過(guò)控制體系pH值使Cu、Al、Fe先被萃取到有機(jī)相中，實(shí)現(xiàn)了與Co、Ni、Li的分離。然后將體系pH值控制在5.5~6.0，采用15%（體積比）的Cyanex272將Co選擇性萃取，萃取液中的Ni和Li可以忽略不計(jì)；張新樂(lè)等[35]采用酸浸-萃取-沉淀法回收廢舊鋰離子電池中的Co。結(jié)果表明，酸浸液pH值為3.5、萃取劑P507與Cyanex272體積比為1∶1的條件下，經(jīng)2級(jí)萃取，Co萃取率為95.5%。后續(xù)采用H2SO4反萃，反萃液pH值為4的條件下沉淀反應(yīng)10min，Co的沉淀率可達(dá)99.9%。綜合看來(lái)，溶劑萃取法具有能耗低、分離效果好等優(yōu)點(diǎn)，酸浸-溶劑萃取法是目前工業(yè)上處理廢舊鋰電池的主流工藝，但對(duì)于萃取劑的選擇以及萃取條件的進(jìn)一步優(yōu)化仍是當(dāng)前該領(lǐng)域的研究重點(diǎn)，以達(dá)到更為高效環(huán)保、可循環(huán)處理的效果。

2.3.2沉淀法

沉淀法是將廢舊鋰離子電池預(yù)處理后，經(jīng)溶解、酸溶后獲得Co、Li溶液，加入沉淀劑沉降主要目標(biāo)金屬Co、Li等，從而達(dá)到金屬的分離。Sun等采用H2C2O4作為浸出劑，同時(shí)將溶液中的Co離子以CoC2O4的形式沉淀出來(lái)，再通過(guò)加入沉淀劑NaOH和Na2CO3，將溶液中的Al和Li分別以Al(OH)3和Li2CO3的形式沉淀分離；潘曉勇[24]等采用NaOH將pH調(diào)至5.0左右，能除去大部分Cu、Al、Ni，經(jīng)進(jìn)一步萃取除雜后，依次加入3%H2C2O4和飽和Na2CO3沉降CoC2O4和Li2CO3，Co回收率高于99%，Li回收率高于98%；李金惠等將廢舊鋰離子電池預(yù)處理后篩選出粒徑小于1.43mm的物料與濃度為0.5~1.0mol/L的H2C2O4按照固液比15~25g/L反應(yīng)40~90min，得到CoC2O4沉淀物和Li2C2O4浸出液，最終CoC2O4和Li2C2O4的回收率超過(guò)99%。沉淀法處理量大，主要金屬的回收率較高，控制pH值可以實(shí)現(xiàn)金屬的分離，易于實(shí)現(xiàn)工業(yè)化，但容易受雜質(zhì)離子干擾，相較于萃取法產(chǎn)品純度較低。因此，該工藝的關(guān)鍵在于選取選擇性更好的沉淀劑以及進(jìn)一步優(yōu)化工藝條件，控制有價(jià)金屬離子沉淀析出的順序，從而提高產(chǎn)品的純度。

2.3.3電解法

電解法回收廢舊鋰離子電池中的有價(jià)金屬，是對(duì)電極材料浸出液中的金屬離子采用化學(xué)電解的方式，使其被還原成單質(zhì)或沉積物。該方法不需要添加其它物質(zhì)，不易引入雜質(zhì)，可以獲得純度較高的產(chǎn)品，但多種離子存在的情況下會(huì)發(fā)生共沉積，從而會(huì)降低產(chǎn)品純度，同時(shí)會(huì)消耗較多的電能。Myoung等以HNO3處理過(guò)的廢舊鋰離子電池正極材料浸出液為原料，采用恒電位法回收鈷。電解過(guò)程中，O2與NO3-發(fā)生還原反應(yīng)，OH-濃度增加，在Ti陰極表面生成Co(OH)2，經(jīng)熱處理得到Co3O4?；瘜W(xué)反應(yīng)過(guò)程如下：2H2O+O2+4e→4OHNO3-+H2O+2e→NO2-+2OHCo3++e→Co2+

Co2++2OH-/Ti→Co(OH)2/Ti

3Co(OH)2/Ti+1/2O2→Co3O4/Ti+3H2O

Freitas等采用恒電位和動(dòng)電位技術(shù)從廢舊鋰電池正極材料中回收Co。結(jié)果表明：Co的電荷效率隨著pH增大而減小，pH=5.40、電位-1.00V、電荷密度10.0C/cm2時(shí)，電荷效率最大，達(dá)到96.60%?；瘜W(xué)反應(yīng)過(guò)程如下：Co2++2OH-→Co(OH)2(s)

Co(OH)2(s)+2e→Co(s)+2OH-

2.3.4離子交換法

離子交換法是利用Co、Ni等不同金屬離子絡(luò)合物在離子交換樹(shù)脂上吸附能力的差異，實(shí)現(xiàn)金屬的分離及提取。Feng等[40]采用離子交換法從正極材料H2SO4浸出液中分離回收Co。從浸出液pH、循環(huán)次數(shù)等因素研究其對(duì)鈷的回收率及與其它雜質(zhì)分離的影響。結(jié)果表明，使用TP207樹(shù)脂、控制浸出液pH=2.5、循環(huán)10次處理，Cu的去除率達(dá)到97.44%，鈷的回收率達(dá)到90.2%。該方法對(duì)目標(biāo)離子的選擇性較強(qiáng)，工藝簡(jiǎn)單且易于操作，為廢舊鋰電池中有價(jià)金屬的提取、回收提供了新途徑，但因成本較高從而限制了工業(yè)化應(yīng)用。

2.3.5鹽析法

鹽析法是通過(guò)在廢舊鋰離子電池浸出液中加入飽和(NH4)2SO4溶液和低介電常數(shù)溶劑，從而降低浸出液的介電常數(shù)，使鈷鹽從溶液中析出。該方法工藝簡(jiǎn)單、易于操作且成本低，但在多種金屬離子存在的條件下，伴隨著其它金屬鹽的析出，從而會(huì)降低產(chǎn)品的純度。金玉健等根據(jù)電解質(zhì)溶液現(xiàn)代理論，利用鹽析法回收廢舊鋰離子電池中的有價(jià)金屬。在從LiCoO2為正極的HCl浸出液中加入飽和(NH4)2SO4水溶液和無(wú)水乙醇，當(dāng)浸出液、飽和(NH4)2SO4水溶液和無(wú)水乙醇的體積比為2∶1∶3時(shí)，Co2+的析出率可達(dá)到92%以上。所得鹽析產(chǎn)品為(NH4)2Co(SO4)2和(NH4)Al(SO4)2，采用分段鹽析可使這兩種鹽分離，從而得到不同的產(chǎn)品。對(duì)于廢舊鋰離子電池浸出液中有價(jià)金屬的提取與分離，以上是目前研究較多的幾種方法。綜合考慮處理量、運(yùn)行成本、產(chǎn)品純度及二次污染等因素，表2總結(jié)對(duì)比了前文所述的幾種金屬分離提取的技術(shù)方法。

3結(jié)語(yǔ)

目前，鋰離子電池在電動(dòng)能源等方面的應(yīng)用愈加廣泛，廢舊鋰離子電池?cái)?shù)目不容小覷，對(duì)廢舊鋰離子電池中有價(jià)金屬的回收具有重要的現(xiàn)實(shí)意義?，F(xiàn)階段廢舊鋰離子電池回收工藝主要是前處理-浸出-濕法回收。前處理包括對(duì)廢舊鋰電池進(jìn)行放電、破碎及電極材料的分離富集等。其中，溶解法操作簡(jiǎn)單，同時(shí)可以有效提高分離效果及回收速率，但目前采用的主要溶劑（NMP）價(jià)格昂貴，一定程度上限制了工業(yè)化的應(yīng)用，故尋找更為適合的溶劑是該領(lǐng)域值得研究的方向之一。浸出過(guò)程主要是以酸-還原劑作為浸出劑，可以獲得較好的浸出效果，但會(huì)產(chǎn)生無(wú)機(jī)廢液等二次污染，而生物浸出法具有高效、環(huán)保及低成本等優(yōu)勢(shì)，但存在主要金屬的浸出率相對(duì)不高，對(duì)于生物菌的選擇及浸出條件的優(yōu)化從而提高浸出率，可能會(huì)成為未來(lái)浸出過(guò)程的研究方向之一。

濕法回收浸出液中的有價(jià)金屬是廢舊鋰離子電池回收過(guò)程的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，也是近年來(lái)研究的重點(diǎn)和難點(diǎn)，主要的方法有溶劑萃取法、沉淀法、電解法、離子交換法、鹽析法等。其中，溶劑萃取法是目前應(yīng)用較多的方法，具有污染小、能耗低、分離效果好及產(chǎn)品純度高等顯著優(yōu)勢(shì)，對(duì)于更為高效廉價(jià)的萃取劑的選擇和研發(fā)從而有效降低運(yùn)行成本，以及多種萃取劑協(xié)同萃取的進(jìn)一步探究可能是該領(lǐng)域重點(diǎn)研究的方向之一。另外，沉淀法因其回收率高、成本低、處理量大等優(yōu)點(diǎn)，也是值得重點(diǎn)研究的另一個(gè)方向。現(xiàn)階段沉淀法存在的主要問(wèn)題是產(chǎn)品純度低，因此，對(duì)于沉淀劑的選擇及工藝條件的優(yōu)化，控制有價(jià)金屬離子沉淀析出的順序，從而提高產(chǎn)品純度將會(huì)有較好的工業(yè)化應(yīng)用前景。同時(shí)，在廢舊鋰離子電池處理過(guò)程中，不可避免會(huì)產(chǎn)生廢液、廢渣等二次污染，在資源化最大程度利用的同時(shí)要將二次污染的危害降至最低，以實(shí)現(xiàn)廢舊鋰離子電池綠色環(huán)保、高效及低成本回收。