废锂离子电池正极材料中锂元素选择性回收的研究进展

随着新能源汽车市场的蓬勃发展,锂离子电池作为新能源汽车的关键部件,面临着关键金属资源尤其是锂资源供给不足的风险,回收废锂离子电池中所含的二次锂资源将成为解决锂资源供需问题、推动行业可持续发展的重要途经。因此为实现废锂离子电池中锂元素的高效提取,分步或优先提取的选择性提锂工艺备受研究者们关注。本文介绍了火法、湿法、机械化学法和电化学法四种当前主流的选择性提锂工艺,在阐述其基础反应机理的基础上,总结归纳了各工艺最新的研究成果,并从提取过程中的工艺能耗、物耗、回收率、选择性、环境影响等多个角度对各工艺的优势和不足进行了深入分析。最后,对废锂离子电池中有价金属资源化回收的发展趋势及前景进行了展望,为未来研发更加清洁高效的回收工艺提供参考。     

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。     

湿法回收退役三元锂离子电池有价金属的研究进展

近年来，随着三元体系锂离子电池市场份额的快速增加，退役三元锂离子电池将在未来出现爆发式增长，因此，回收三元锂离子电池电极材料中高价值的钴、镍、锂等有价金属成为电池行业的又一研究热点。本文详述了湿法回收三元电池电极材料有价金属的工艺流程和主要方法，重点介绍了有价金属的浸取方法、金属的分离提取、再合成利用和浸取动力学机理的研究进展，比较了工艺流程中不同处理方法的优缺点。并对回收退役三元电池材料的有价金属作了经济性分析，结果表明，三元电池材料有价金属回收具有可观的经济效益。最后对湿法回收三元电池材料中的有价金属方法进行总结，并简述了未来湿法回收处理方法的重要技术，包括化学纯化、自动化拆解以及完善的分类回收技术等，为未来三元电池材料回收技术发展提供参考。     

“双碳”战略下的冶金行业资源循环利用技术前沿

资源循环利用是冶金行业保障关键金属资源安全供给、实现碳达峰、碳中和的重要途径。本工作立足“双碳”战略视角,概述了冶金行业资源循环利用总体现状与绿色低碳转型发展趋势,从物质循环科学基础、“无废冶金”变革性技术、资源循环与碳循环耦合、二次金属资源高质循环以及基于数字技术的知识产权重构等多角度,展望了冶金行业资源循环利用技术发展前沿,提出了系列观点,以期为冶金行业绿色低碳转型发展提供参考。     

废锂离子电池放电路径与评价研究

随着新能源汽车迅猛发展，废锂离子电池资源化回收受到广泛关注，放电是废锂离子电池循环利用过程的重要环节。当前主要采用氯化钠溶液浸泡放电，导致大量含重金属、高有机物废液排放，处理成本高，且存在严重的环境与安全隐患。系统研究了溶液处理过程不同放电介质对放电时间、气体产生、电解液泄漏、金属溶出等的影响，探明了气液固三相组成变化规律，并对锂离子电池的电量释放路径机制进行了探索，明确了放电过程资源环境安全评价与控制方法，进一步构建了本征安全的高效放电技术。发现以电解水为主伴随极少量电解液溶出的硫酸钠溶液最优，以电量释放路径为引导从源头上解决了溶液放电过程大量电解液泄漏以及重金属溶出等问题，为实现废锂离子电池高效循环利用提供了有效支撑。     

退役锂离子电池湿法冶金回收技术研究进展

近年来,随着锂离子电池的广泛应用,产生了大批量退役锂离子电池。退役锂离子电池含有有毒物质和贵重金属,若不进行有效处理会造成环境污染和资源浪费,因此研究退役锂离子电池的回收工艺具有重要的意义。综述了退役锂离子电池湿法冶金回收技术的研究进展,包括退役锂离子电池的预处理、浸出、萃取分离和再生等方法,并对锂离子电池回收工艺的发展进行了展望和建议。     

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。     

废旧三元材料浸出液中多金属离子分离研究进展

锂离子电池被广泛应用在新能源汽车等领域。由于锂离子电池的寿命有限且使用量巨大,必将产生大量废旧锂离子电池。废旧锂离子电池正极材料中含有有价金属资源,及时回收既产生经济效益又减少对环境的危害。因此,开展废旧锂电池正极材料中有价金属的回收研究具有重大意义。多金属离子分离是废旧锂离子电池回收的关键环节,本文论述了浸出液中多金属离子分离的主要方法,介绍对比各方法的研究进展和优缺点,展望分离技术的发展方向。     

废旧锂离子电池中有价金属的回收技术进展

相较于其他类型的电池，锂离子电池明显具备突出的优越性，但随意废弃会产生生态环境污染的问题，可以通过回收利用予以解决。在废旧锂离子电池回收利用过程中，有价金属的回收早已成为相关科学研究的热点，同时相关技术已初步取得进展。明确废旧锂离子电池的危害，以及有价金属回收技术的发展状况，针对其中不足进行优化和调整，可实现更有效的回收利用。清晰透彻地认识和把握废旧锂离子电池有价金属的回收技术，科学地针对相关回收技术当前的问题进行有效应对和解决，逐渐成为废旧锂离子电池有价金属回收利用工作应当解决的核心命题之一。     

退役锂离子电池中有价金属回收研究进展

锂离子电池被广泛应用于电子产品、电动汽车和大规模储能材料等多个领域。随着电动车市场的快速发展,其使用量还将显著增加,随之产生数量极大的退役锂离子电池。退役锂离子电池的回收利用可以避免环境污染和资源浪费,尤其对实现锂资源供需平衡具有重要意义。综述了退役锂离子电池中有价金属元素回收技术研究现状,探讨了该领域未来发展方向。电池安全高效拆解技术与装备、有价元素整体化回收技术、电极材料再制备工艺以及避免二次污染环境是未来退役锂离子电池循环利用领域值得关注的重点。     

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。     

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。     

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。     

废锂离子电池负极活性材料的分析测试

目前关于废锂离子电池资源化的研究主要集中在正极贵金属和负极铜材料的分离回收和精制方面,但对负极活性材料的资源化研究很少。本文采用XRD、SEM、GC-MS、ICP-AES等检测手段对废锂离子电池负极活性材料中石墨的结构、有机物的种类以及Li、Gu等金属的含量进行测试分析。结果显示,其主要组分石墨的本体结构基本无变化,仍保持完整的层状结构,但是其中含有一定量的有机物质,如有机电解质及增塑剂等。经过提纯,可以将其作为石墨原料进行资源化再利用;此外,稀有金属Li含量较高,为31.03 mg/g,分离回收的价值较高。     

废旧锂离子电池正极有价金属的分离和提取方法

介绍了废旧锂离子电池回收处理的意义和必要性,对溶剂萃取法、化学沉淀法、电沉积法、络合离子交换法等提取和分离正极中钴、铝、镍、锂等有价金属的研究现状进行了评述。     

离子液体和低共熔溶剂绿色回收废旧锂离子电池的研究进展

温和条件下废旧锂离子电池的绿色高效回收具有重大意义，目前利用离子液体和低共熔溶剂回废旧收锂离子电池的综述报道较少。本综述回顾近年离子液体和低共熔溶剂回收废旧锂离子电池，分析离子液体和低共熔溶剂对不同锂离子电池正极材料回收的差异性，介绍绿色溶剂结构、酸碱性、电池组成、温度、时间、质量比等因素对回收的影响，归纳绿色溶剂回收废旧锂离子电池的热力学和动力学规律及其溶解机制，并指出利用离子液体和低共熔溶剂回收废旧锂离子电池目前存在的一些问题及其提出可能的应对策略。     

Technology for recycling and regenerating graphite from spent lithium-ion batteries

With the annual increase in the amount of lithium-ion batteries (LIBs), the development of spent LIBs recycling technology has gradually attracted attention. Graphite is one of the most critical materials for LIBs, which is listed as a key energy source by many developed countries. However, it was neglected in spent LIBs recycling, leading to pollution of the environment and waste of resources. In this paper, the latest research progress for recycling of graphite from spent LIBs was summarized. Especially, the processes of pretreatment, graphite enrichment and purification, and materials regeneration for graphite recovery are introduced in details. Finally, the problems and opportunities of graphite recycling are raised.