废旧三元锂离子电池正极材料回收技术研究进展

田庆华^1,2,3，邹艾玲^1,2,3，童汇^1,4,5，喻万景¹，张佳峰¹，郭学益^1,2,3

1. 中南大学冶金与环境学院2. 有色金属资源循环利用湖南省重点实验室3. 有色金属资源循环利用湖南省工程研究中心5. 先进电池材料教育部工程技术研究中心

摘 要：三元锂离子电池因其性能优越,在国内外便携式电子设备和新能源汽车中得到广泛应用。随着对锂离子电池需求量的不断增大,大量的锂离子电池将迎来"退役"高峰期。为实现有价金属资源的循环利用,降低固体废物处理对环境的影响,废旧锂离子电池的回收利用受到了广泛的关注。通过对三元锂离子电池进行资源化回收利用,可以获得有价金属或直接制备电池材料。为了提高物料的有效回收率,通常采用预处理的方法来分离集流体和正极活性材料,实现物料的有效分离及进一步的后处理。然后,采用冶金处理的方法从正极活性材料中提取金属和分离杂质,其包括高温冶金和湿法冶金处理工艺。最后,结合材料合成的方法进一步制备得到电池材料或化合物。在现阶段的研究中,高温冶金过程面临着物料损耗大、能耗高、环境不友好等问题;湿法冶金过程存在酸耗大、除杂效率低、工艺流程长等问题。正极材料的再生过程、回收成本以及再合成材料的性能是限制其应用的重要因素。本文主要介绍了废旧三元锂离子电池回收过程及方法,包括预处理、高温冶金、湿法冶金、正极材料再生等,分析比较了其存在的主要问题,为废旧三元锂离子电池的资源化技术发展提供参考。最后,提出了废旧三元锂离子电池正极材料的回收应向绿色环保、短流程和低能耗的方向发展。

关键词：三元正极材料;预处理;高温冶金;浸出;分离;再合成;