随着电动汽车用锂电池规模化退役的到来，锂电池回收市场快速增长，本文详细介绍动力锂电池回收工艺技术。

梯级利用，根据锂电池的预期寿命和淘汰时电池剩余容量，可以将有利用价值电池包重新应用至对容量要求较低的领域。而没有再次利用价值的锂电池包则进入拆解报废。梯级利用虽然容易实现，但是受再利用市场空间小、电池存在安全风险、电池梯级利用技术不成熟等因素影象，规模还很小。

电池回收，通过物理、化学等回收处理工艺循环利用电池中具备利用价值的金属元素如锂、钴、镍、铁等提取出来。目前锂电池回收逐渐形成以湿法为主，其他技术为补充的工艺路线。湿法回收的主要包括如下几个工步。

1. 放电，一般采用化学法，将废旧电池放在NaCl导电溶液放电，由于锂电池电解液锂盐LiPF6与水反应生成HF对环境造成危害，因此放电后要立即进行碱浸。为解决HF的生成，宋秀玲等利用抗坏血酸的还原性和稳定研发了硫酸锰浓度0.8mol/L、抗坏血酸浓度2g/L、pH值2.78的放电溶液将电压降到了0.54V，相对更加绿色高效。还有一种物理法，通常利用液氮对电池低温冷冻后进行穿刺强制放电，早期美国优美科等公司采用该方法在低温-198℃时对电池进行放电，但该方法对设备要求高，不利于大规模生产。还有公司在惰性气体条件下直接对电池进行无氧破碎。

2. 破碎分选，主要在机械作用下通过多级破碎、筛分、磁选、精细粉碎等分离技术，将铝块、镍块、塑壳、钢壳、铁块等分出，实现电极材料的分离富集。机械分离是目前普遍采用的预处理方法，易于大规模工业化回收处理。由于锂电池结构复杂，Li等对拆分出的电极材料在55℃的水浴中使用超声波冲洗搅拌10min，能使92%的电极材料与集流体金属分离，集流体可以金属的形式回收。

3. 热处理，热处理用于除去电极材料中的难溶有机物、碳粉等，难溶有机物如PVDF一般为电极材料和集流体之间的粘结剂，热处理后，随着有机物的挥发，电极材料和集流体也同时分离。通常采用高温常规热处理，但存在分离深度低，环境污染问题。Sun等采用高温真空热处理工艺，600℃恒温30min，有机物以小分子液体或气体形式分解，可单独收集，同时电极层活性材料变得疏松易于分离，且集流体保持完好无氧化。该方法对设备要求较高。除了热处理的方法，也可以采用溶解法，使用NMP等强极性溶剂溶解电极材料里的粘结剂PVDF等，但是NMP价格高、易挥发限制了其推广应用。

4. 浸出，主要是以各种酸碱性溶液作为转移媒介，将金属离子转移到浸出液中，通常采用无机酸HCL、HNO3、H2SO4作为浸出剂直接溶解浸出，但是这种方法会产生氯气和二氧化硫等有害气体，因此一般在酸中加入双氧水和过硫酸钠等还原剂（还有人在研究柠檬酸、草酸、抗坏血酸等对设备腐蚀和环境污染更小的有机酸）。解决有害气体的同时，三价钴被还原成更易溶解的二价钴，从而提高浸出率，缩短浸出时间。此外还有生物浸出法，由于菌种难以培养、浸出率低，工业化生产还有一定局限性。

三元材料的浸出反应如下：

2LiNixCoyMn1-x-yO2+3H2SO4+H2O2→Li2SO4+2xNiSO4+2yCoSO4+2(1-x-y)MnSO4+4H2O+O2

5. 萃取，浸出液中金属离子的回收主要通过萃取的方法，由于浸出液中通常含有铁、钙等杂质，Wu等先用P204萃取除杂后获得钴锂混合液，然后用P507溶液萃取分离钴、锂，反萃取后获得硫酸钴，萃余液沉淀回收碳酸锂。其他还有沉淀法、电解法、盐析法提取纯度较低，而离子交换法虽然纯度不低，但是成本较高，均没有萃取法应用广泛。

与湿法回收相对应的是火法回收，也是一种常见的回收方法，火法回收处理原料范围广、处理量大、流程简便、电池无需预处理等。但是火法回作为一种初级回收工艺，能耗高、金属回收率低、设备要求高、回收金属需进一步精炼、会产生有毒有害气体等问题。特别是由于火法回收过程中，锂与铝残留于冶炼渣中，进一步提取回收并不经济，因此火法路线往往不能回收锂，造成了资源浪费。在锂价格居高不下的当下，其经济性显得不是很突出。为了提取更多的元素，优美科采用了火法-湿法联合工艺，废锂电池经过简单的预处理拆解和放电后进行高温熔炼、浸出及氧化、高温烧结等过程重新制得电池正极材料。只不过与单一回收路线相比，联合回收的工艺比较复杂，有着较高的技术门槛。

目前，我国锂电池回收规模还很小，随着电动汽车寿命周期的不断到来和原材料市场的巨大波动，锂电池回收市场将迎来更大的发展