废锂离子电池中锂提取技术研究进展

作为一种关键原材料,锂是生产新能源汽车锂离子电池必需的战略金属。随着新能源汽车产业的快速发展,对锂的需求量持续骤增。然而,我国锂矿石等一次资源储量低,对外依存度目前已高达70%,难以满足快速增长的市场需求,供需矛盾日渐突出。因此,高效清洁提取废锂离子电池中的锂必将成为锂资源的重要补充,对有效避免废锂离子电池对生态环境和人体健康的二次污染风险、保障战略金属锂的安全供给和新能源汽车行业的可持续发展意义重大。鉴于湿法冶金具有回收率高、回收产物纯度高、能耗低等优点,本研究综述了近年来以湿法冶金为主提取废锂离子电池中锂的研究进展,重点分析了废锂离子电池预处理、浸出、锂分离与提取的主要方法及其优缺点,并提出了进一步强化选择性提取锂相关技术研发及废锂离子电池全组分清洁利用的建议,同时对废锂离子电池回收工艺的发展趋势及前景进行了展望。     

废旧锂离子电池回收稀有金属锂的研究进展和展望EI北大核心CSCD

随着新能源汽车的迅速发展,锂离子电池(LiBs)需求不断增加,大量废旧LiBs对环境造成污染,同时面临着锂资源供给不足的风险,回收废LiBs中稀有金属锂成为目前研究的热点。有效的电池回收不仅可以缓解资源短缺、实现资源利用,更重要的是可以减少环境污染,推动行业可持续发展。为实现废旧LiBs中锂金属的高效回收,通过优先提取及分步分离的方式回收锂工艺受到研究者的广泛关注。本文对废旧LiBs回收现状及方法进行了阐述,讨论了火法冶金、湿法冶金、生物冶金及电化学法在选择性回收锂工艺上的最新研究进展,详细分析了电极-电场驱动与膜-电渗析技术在选择性回收锂领域的技术优势,同时归纳了各回收工艺的优缺点,并结合经济效益和环境影响对锂回收所面临的问题进行了总结分析。最后,对LiBs回收利用面临的挑战和局限性进行总结,并对未来LiBs回收的发展趋势进行了展望,为研发更加节能环保高效的回收工艺提供参考。     

新能源汽车动力电池正极材料回收技术进展

综合分析了我国新能源汽车废旧锂电池正极材料的回收再生技术现状，主要包括废旧锂离子电池的预处理工艺、有价金属的选择性提取工艺及锂离子电池正极材料的再合成工艺，并对工艺中各种方法进行对比，分析了优缺点。最后对废旧锂离子电池回收技术发展趋势进行了展望。     

退役锂电池正极材料资源化回收技术研究进展

新能源汽车产业快速发展带动锂离子电池消费不断增加，直接导致用于生产电池材料的钴、锂、镍等能源金属严重短缺。未来退役锂离子电池产量将呈指数增加，其资源化回收受到广泛关注。资源化回收不仅可以缓解电池材料紧缺现状，还解决了废旧电池堆积而引起的危害。本文针对退役锂离子电池放电预处理和湿法、火法两种资源化回收工艺最新研究现状进行了综述，并就未来发展趋势进行了讨论。在现有火法回收工艺基础上提出一种利用高温熔融冶炼渣处理废旧锂离子电池回收有价金属的新方法，通过添加适宜的氯化剂将渣中锂转化为高温易挥发的LiCl，实现从烟尘中富集并高效回收锂的新思路，解决了传统火法工艺需从渣中对锂进行二次提取的技术缺陷。     

废旧锂离子电池中钴、锂的回收研究进展

随着锂离子电池产业发展,废旧锂离子电池所带来的环境及资源问题日益突出,废旧锂离子电池中有价金属的资源化、无害化处理逐渐成为国内外的研究热点。为实现废旧锂离子电池中钴、锂资源绿色高效回收,本文介绍了废旧锂离子电池中有价金属回收的研究现状,主要包括预处理、正极材料处理、浸出液回收等环节,着重评述了各环节中新方法及工艺,简要对比了各方法及工艺的优缺点。现阶段研究主要集中于湿法浸出回收工艺,酸-还原剂为典型浸出模型,而动力学控制、离子转移路径等机理方面欠缺。最后展望了今后废旧锂离子电池中钴、锂资源回收研究方向,下一步主要是朝着有机酸浸-沉淀获得优质产品方向发展,需着重强化浸出效率、提升沉淀指标、简化工艺条件,以利于产业化推广。     

废旧锂离子电池制备锂离子筛及其应用研究进展

锂离子电池报废量爆发式增长,预计到2023年,废旧锂离子电池回收利用将是一个超过300亿元产值的新兴市场,其中,锂资源占可回收金属价值的一半。为探索锂资源高效回收技术,基于现阶段研究热点,讨论了以废旧锰酸锂电池正极材料、废旧三元锂电池正极材料、废旧锰系锂离子电池负极材料为原料制备锂离子筛的方法;探讨了废旧锂离子电池中各类杂质成分对锂离子筛性能的影响;阐述了锰系锂离子筛技术在废旧锂离子电池的锂回收、盐湖卤水提锂和化工制药废水提锂等领域的应用。通过分析得出,锂离子筛的应用能够增加锂盐回收率与回收纯度,降低技术成本,应用前景广阔。     

废锂离子电池的热处理：过程污染物迁移和转化

废锂离子电池中不仅富含我国高对外依存度的关键金属，还含有重金属、有机污染物等有毒有害物质，具有资源与环境的双重属性。推进其高效循环利用是保障新能源汽车等战略新兴产业可持续发展的关键。锂离子电池组成结构复杂，有机物成分变化大、种类多，常规的火法和湿法冶金过程容易产生二次环境危害，不利于资源的清洁循环利用。热处理作为保障废锂离子电池中有价金属资源有效回收的重要技术，近年来受到了行业的广泛关注。热处理技术具有二次污染小、设备简单、过程易放大、经济性高等诸多优势。结合热处理技术对废锂离子电池回收中的污染物进行源头治理，既能实现清洁生产，也能强化后续深度处理。本工作立足于行业现状和战略需求，重点讨论了废锂离子电池预处理中的污染物产生、迁移和转化规律，对比总结了热处理在杂质去除和污染防控等方面的技术优势。同时，对废锂离子电池的热处理工艺进行了系统分类，总结了不同热处理条件下的物质转化规律。     

热力学研究在锂离子电池回收中的应用

废旧锂离子电池的回收是近年来资源回收研究领域的热点,但相关回收体系的理论基础研究仍然较为薄弱。其中在热力学研究方面,研究者们大多仍以经典冶金物理化学理论为指导,并借助E-pH图、优势区域图等方法开展研究。本文对该领域已有的较为典型的热力学研究进行综述,详细阐述了热力学研究对废旧锂离子电池常规回收工艺的指导作用以及对三元正极废料选择性提锂、磷酸铁锂正极废料选择性提锂和失效电池材料再生修复等新技术开发的启发性作用。同时,基于对现有锂离子电池回收体系热力学研究的总结和评述,指出了未来锂离子电池回收体系热力学研究亟待解决的关键问题和发展方向。     

磷酸铁锂废粉硫酸氢钠焙烧回收工艺研究

随着磷酸铁锂电池新能源车产销量迅速增长，如何有效回收废旧磷酸铁锂动力电池并实现有价金属的资源化利用已成为研究热点。提出一种钠盐辅助焙烧磷酸铁锂废粉和水浸回收锂盐的工艺。在氧气气氛中磷酸铁锂废粉与一水硫酸氢钠反应生成硫酸钠锂、磷酸铁、三氧化二铁，然后通过选择性浸出、分离、沉淀得到纯度高达99.58%的磷酸锂、纯度达到99.6%的磷酸铁。对一水硫酸氢钠与磷酸铁锂废粉质量比、氧化焙烧温度、焙烧保温时间和焙烧产物水浸时间等工艺条件进行了研究，结果表明一水硫酸氢钠与磷酸铁锂废粉质量比为1.6、氧化焙烧温度为600℃、焙烧保温时间为60 min、焙烧产物室温水浸时间为70 min为最佳回收工艺参数，在此条件下锂离子浸出率为98.7%。该工艺在温和条件下实现了有价金属的选择性回收，有助于废旧磷酸铁锂电池资源化利用。     

锂资源提取与回收及锂制备工艺研究现状

随着锂电池市场需求的不断扩大,锂资源的提取与回收成为研究的热点。介绍了盐湖卤水提锂工艺中沉淀法和萃取法的研究进展。重点阐述了废旧锂离子电池正极材料回收锂资源的研究现状。介绍了金属锂的制备工艺,包括熔盐电解法和真空热还原法,其中真空热还原法包括硅热还原法、铝热还原法和铁热还原法。目前盐湖卤水萃取法提锂的工业化是需要解决的重点问题;废旧锂离子电池锂资源的绿色回收是当前研究的热点,在保证锂回收效率的同时尽量选用有机酸以减少污染,同时废旧锂离子电池的工业化回收前景广阔;真空热还原制备锂单质目前仍处于实验室研究阶段,连续化生产是研究的主要方向。     

废旧三元锂离子电池回收技术研究新进展

随着锂离子电池产业的发展，退役三元锂离子电池带来的环境污染和资源浪费问题日益严重。数量庞大的废旧三元锂电池材料蕴含丰富的锂、镍、钴等有价元素，潜在资源量巨大，回收经济价值高，系统地开展废旧三元锂电池材料的回收及再生技术，将有助于防治废旧电池污染、缓解镍钴锂资源短缺压力，促进我国锂电池产业的良性发展。本文介绍了废旧三元锂离子电池中正极、负极材料、电解液回收的研究现状，主要包括正极材料的预处理、酸浸、碱浸出与材料再生、石墨和铜箔回收、电解液回收，着重介绍现阶段材料的制备方法和工艺，简要比较了各种工艺路线的优缺点，探讨了当前废旧三元锂离子电池回收存在的关键共性问题，并提出绿色环保、短流程、低成本、自动化的废旧三元锂离子电池回收利用发展思路。     

支撑国家新能源战略发展的锂资源开发

锂作为支撑新能源战略发展的核心元素,其开发与供给与国民经济息息相关。在“双碳”目标下,中国对锂及其化合物的需求急速上涨,是全球最大的锂消费国,对外依存度高。世界范围内锂资源主要赋存于矿石和盐湖卤水中,是当今国内外锂资源开发的重中之重;随着循环理念与技术的发展,城市矿山中二次锂资源的开发将彰显巨大潜力。总结了从硬岩锂矿、盐湖卤水、退役锂电池中提锂的工业方法及新技术研究进展。其中,硬岩矿提锂工艺的发展方向是低耗减碳;卤水提锂技术应因地制宜、一湖一策,多元分离技术组合应成为未来锂工程建设的最佳选择;重视退役锂电池材料再制备技术研究,可以大大降低锂电发展对自然资源的依赖,是新能源战略可持续发展不可或缺的一环。     

A novel strategy of lithium recycling from spent lithium-ion batteries using imidazolium ionic liquid

In light of the increasing demand for environmental protection and energy conservation,the recovery of highly valuable metals,such as Li,Co,and Ni,from spent lithium-ion batteries (LIBs) has attracted wide-spread attention.Most conventional recycling strategies,however,suffer from a lack of lithium recycling,although they display high efficiency in the recovery of Co and Ni.In this work,we report an efficient extraction process of lithium from the spent LIBs by using a functional imidazolium ionic liquid.The extraction efficiency can be reached to 92.5％ after a three-stage extraction,while the extraction effi-ciency of Ni-Co-Mn is less than 4.0％.The new process shows a high selectivity of lithium ion.FTIR spec-troscopy and ultraviolet are utilized to characterize the variations in the functional groups during extraction to reveal that the possible extraction mechanism is cation exchange.The results of this work provide an effective and sustainable strategy of lithium recycling from spent LIBs.     

低共熔溶剂在废旧锂离子电池正极材料回收中的研究进展

大规模储能与电动汽车市场的发展壮大对锂离子电池的需求水涨船高,由此产生的废旧锂离子电池数量也即将迎来爆发式增长。废旧锂离子电池正极材料蕴含丰富的锂、钴、镍、锰等有价金属元素,回收经济价值高,环境效益显著。低共熔溶剂（DESs）作为一种绿色溶剂,在废旧锂离子电池有价金属元素回收方面显示出巨大的潜力。本文在简要介绍DESs性质及应用的基础上,系统综述了DESs在废旧锂离子电池正极材料回收链中的研究现状,主要包括正极材料的分离、活性物质的浸出以及有价金属的提取,着重介绍了现阶段回收的方法及工艺流程,比较了不同DESs浸出正极活性物质的优缺点,探讨了当前DESs在废旧锂离子电池回收中的共性问题,并展望了未来DESs回收锂离子电池的发展方向。     

废旧锂离子电池中有价金属的回收研究进展

随着锂离子电池在电动能源及储能领域的大量使用,废旧锂离子电池所带来的环境及资源问题日益突出。废旧锂离子电池中有价金属绿色高效的回收,在资源综合利用、节能环保及可持续发展等方面具有重大的现实意义,并逐渐成为世界各国的研究热点。综述了近年来国内外废旧锂离子电池中有价金属的回收现状,主要流程包括预处理、电极材料的溶解浸出及浸出液中有价金属的分离回收等环节,分析比较了各种回收途径的优缺点,并在此基础上对废旧锂离子电池回收工艺的发展趋势及应用前景做出了分析展望。     

废旧锂离子电池负极材料再生和利用进展

随着电动汽车市场的蓬勃发展,将产生大量的废旧动力电池。考虑到有害废弃物对环境的污染以及资源的稀缺,废旧锂离子电池的回收具有重要的经济价值和现实意义。近年来正极材料（比如高价值金属钴、镍和锂等）的回收已经取得了可观的进展,但对附加值较低的负极材料（主要是石墨）的再生却鲜有提及。然而,考虑到碳材料的广泛应用,负极中高于环境丰度的锂含量,有关负极材料的回收自2016年来也引起了重视。因此,总结了锂离子电池石墨负极材料回收的研究进展,从能源、环境和资源成本等角度分析了包括直接物理回收、热处理回收、湿法回收、热处理和湿法回收相结合、萃取法和电化学法等各个回收路线的优势和不足;此外,对回收负极材料在储能和制备功能材料领域的再利用做出扼要重述。在此基础上,提出了回收锂离子电池石墨负极的挑战和未来前景,指出负极的回收应从绿色化学的理念出发,设计低能耗、环境友好的回收路线。     

湿法冶金回收废旧锂电池正极材料的研究进展

全球电动汽车和智能手机市场的逐年扩大,直接促进了全球锂离子电池市场规模的增加,锂离子电池的回收与再利用具有重要的经济和社会价值。本文综述了废旧锂离子电池正极材料的主要回收方法,包括梯次利用法、火法冶金法、湿法冶金法和直接回收法,重点综述了湿法冶金法的工艺流程和重要步骤,介绍了机械处理与正极材料浸出、浸出液的回收利用、有价值金属产物的再生合成的研究进展,最后对湿法冶金综合回收废旧锂电池正极材料的未来发展进行了展望。