废旧三元锂离子动力电池循环再生利用工艺概述
收稿日期: 2022-08-17
网络出版日期: 2023-07-13
基金资助
国家重点研发计划“固废资源化”项目(2018YFC1901801);广东省电池循环利用企业重点实验室项目（2021年度）(2021B1212050002)
Overview of recycling and utilization process of waste ternary lithium-ion power batteries
Received date: 2022-08-17
Online published: 2023-07-13
在能源危机与温室效应的环境大背景下，锂离子电池在动力电池以及储能领域大量应用。锂离子电池的使用周期只有3~5 a，之后电池就不能满足使用要求，需进行退役处理。而三元锂离子动力电池中的贵重金属含量远高于相应矿石原料中的含量，因此回收其中的贵重金属不仅能缓解资源问题，也能保护环境。综述了废旧三元锂离子动力电池的利用历程，主要包括梯次利用、湿法回收贵重金属以及再生工艺。湿法回收先以放电、破碎的形式进行预处理，然后用无机酸加还原剂浸出后通过化学沉淀和相似相溶原理进行除杂，再通过再生技术重新合成前驱体，最后经过烧结生成正极材料，并分析了现有应用技术的优缺点。未来的回收利用工艺应朝着绿色环保、低价友好的方向发展与研究。
于惠 , 王榆彬 , 廖折军 , 杨云广 . 废旧三元锂离子动力电池循环再生利用工艺概述[J]. 无机盐工业, 2023 , 55(7) : 32 -37 . DOI: 10.19964/j.issn.1006-4990.2022-0487
In the context of energy crisis and greenhouse effect，lithium-ion batteries are widely used in power batteries and energy storage.The service life of lithium-ion battery is only 3~5 years.After that，the battery will not meet the service requirements and needs to be decommissioned.However，the precious metals in ternary lithium-ion power batteries are much higher than the corresponding ore raw materials，so recycling the precious metals can not only alleviate the resource problems，but also protect the environment.The utilization process of waste ternary lithium ion power batteries was reviewed，including the cascade utilization，wet recovery of precious metals and regeneration process.The wet recovery was pretreating in the form of discharge and crushing，and then leaching with inorganic acid and reducing agent，and then removing impurities through chemical precipitation and similar phase solution principle，and then resynthesizing precursor through regeneration technology，and finally generating cathode materials through sintering.The advantages and disadvantages of existing application technologies were analyzed.The future development of recycling technology should be green，low-cost and environmentally friendly.
| 1 | 荆乾坤.典型锂离子电池正极材料的湿法回收与再生基础研究［D］.北京：北京科技大学，2021. |
| JING Qiankun.Basic research on wet chemical recovery and regeneration of typical cathode materials of lithium-ion batteries［D］.Beijing：University of Science and Technology Beijing，2021. | |
| 2 | 张蕊.新能源车火爆催生千亿市场，电池回收“一天一价”：新注册企业增26倍行业急速扩张，新蓝海还是加速变红海？［N］.每日经济新闻，2022-01-11（5）. |
| 3 | 李扬，王军.退役锂离子电池筛选分类方法设计与分析［J］.电池，2020，50（4）：403-407. |
| LI Yang， WANG Jun.Design and analysis of screening and classification methods for retired Li-ion battery［J］.Battery Bimonthly，2020，50（4）：403-407. | |
| 4 | 谭震，范茂松，赵光金，等.动力电池梯次利用国家标准体系分析［J］.电池，2022，52（4）：443-446. |
| TAN Zhen， FAN Maosong， ZHAO Guangjin，et al.Analysis of national standard system for power battery echelon utilization［J］.Battery Bimonthly，2022，52（4）：443-446. | |
| 5 | 肖武坤，张辉.中国废旧车用锂离子电池回收利用概况［J］.电源技术，2020，44（8）：1217-1222. |
| XIAO Wukun， ZHANG Hui.Recycling status of spent lithium-ion batteries for electric vehicle in China［J］.Chinese Journal of Power Sources，2020，44（8）：1217-1222. | |
| 6 | 梁新成，张勉.车载退役锂离子电池回收研究［J］.电源学报，2022，20（4）：86-91. |
| LIANG Xincheng， ZHANG Mian.Study on recycling of ex-service lithium-ion batteries used in electric vehicles［J］.Journal of Power Supply，2022，20（4）：86-91. | |
| 7 | 杨健，秦吉涛，李芳成，等.废旧锂离子电池的湿法回收研究进展［J］.中南大学学报（自然科学版），2020，51（12）：3261-3278. |
| YANG Jian， QIN Jitao， LI Fangcheng，et al.Review of hydrometallurgical processes for recycling spent lithium-ion batteries［J］.Jo- | |
| urnal of Central South University（Science and Technology），2020，51（12）：3261-3278. | |
| 8 | HANISCH C， LOELLHOEFFEL T， DIEKMANN J，et al.Recycling of lithium-ion batteries：A novel method to separate coating and foil of electrodes［J］.Journal of Cleaner Production，2015，108：301-311. |
| 9 | HE Lipo， SUN Shuying， SONG Xingfu，et al.Recovery of cathode materials and Al from spent lithium-ion batteries by ultrasonic cleaning［J］.Waste Management，2015，46：523-528. |
| 10 | 田庆华，邹艾玲，童汇，等.废旧三元锂离子电池正极材料回收技术研究进展［J］.材料导报，2021，35（1）：1011-1022. |
| TIAN Qinghua， ZOU Ailing， TONG Hui，et al.Research progress on recycling technology of cathode materials for spent ternary lithium-ion batteries［J］.Materials Reports，2021，35（1）：1011-1022. | |
| 11 | LU Mi， ZHANG Houan， WANG Bingchen，et al.The re-synthesis of LiCoO2 from spent lithium ion batteries separated by vacuum-assisted heat-treating method［J］.International Journal of Electrochemical Science，2013，8（6）：8201-8209. |
| 12 | 董仲珍，冯强，李本盛.三元锂离子电池正极材料浸出回收工艺进展［J］.中国环境管理干部学院学报，2018，28（6）：59-62，70. |
| DONG Zhongzhen， FENG Qiang， LI Bensheng.Leaching and reco- | |
| very process of cathode materials for ternary lithium ion battery［J］.Journal of Environmental Management College of China，2018，28（6）：59-62，70. | |
| 13 | HE Lipo， SUN Shuying， SONG Xingfu，et al.Leaching process for recovering valuable metals from the LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2 cathode of lithium-ion batteries［J］.Waste Management，2017，64：171- 181. |
| 14 | 邹超，潘君丽，刘维桥，等.湿法回收锂离子电池三元正极材料的进展［J］.电池，2018，48（2）：130-134. |
| ZOU Chao， PAN Junli， LIU Weiqiao，et al.Progress in hydrometallurgical process for recycling ternary cathode material of Li-ion battery［J］.Battery Bimonthly，2018，48（2）：130-134. | |
| 15 | 袁双，卢立峰，张宁远，等.废旧锂离子电池正极材料中钴的回收与高值化利用［J］.中国科技论文，2020，15（12）：1359-1363. |
| YUAN Shuang， LU Lifeng， ZHANG Ningyuan，et al.Recovery and high value utilization of cobalt in cathode materials of spent lithium-ion battery［J］.China Sciencepaper，2020，15（12）： 1359-1363. | |
| 16 | ZHAO Jingjing， ZHANG Beilei， XIE Hongwei，et al.Hydrometallurgical recovery of spent cobalt-based lithium-ion battery cathodes using ethanol as the reducing agent［J］.Environmental Research，2020，181：108803. |
| 17 | 赵磊.废旧锂离子电池有机酸浸出回收钴、锂金属研究［D］.扬州：扬州大学，2021. |
| ZHAO Lei.Study on recovery of cobalt and lithium metals by organic acid leaching of waste lithium ion batteries［D］.Yangzhou：Yangzhou University，2021. | |
| 18 | VIROLAINEN S， FALLAH FINI M， LAITINEN A，et al.Solvent extraction fractionation of Li-ion battery leachate containing Li，Ni，and Co［J］.Separation and Purification Technology，2017，179：274-282. |
| 19 | JOO S H， SHIN D，OH C，et al.Extraction of Manganese by alkyl monocarboxylic acid in a mixed extractant from a leaching solution of spent lithium-ion battery ternary cathodic material［J］.Journal of Power Sources，2016，305：175-181. |
| 20 | JOO S H， SHIN D J，OH C，et al.Selective extraction and separation of nickel from cobalt，manganese and lithium in pre-treated leach liquors of ternary cathode material of spent lithium-ion batteries using synergism caused by Versatic 10 acid and LIX |
| 84-I［J］.Hydrometallurgy，2016，159：65-74. | |
| 21 | 李本盛.废旧锂离子电池中Li，Ni，Co的湿法工艺回收与利用［D］.赣州：江西理工大学，2020. |
| LI Bensheng.Recycling and utilization of Li，Ni and Co from spent lithium-ion batteries by wet precess［D］.Ganzhou：Jiangxi University of Science and Technology，2020. | |
| 22 | 张笑笑.废旧锂离子电池的回收处理与资源化利用［D］.北京：北京理工大学，2016. |
| ZHANG Xiaoxiao.Recycling and resource utilization of spent lithium-ion batteries［D］.Beijing：Beijing Institute of Technology，2016. | |
| 23 | NIE Min， XIA Yunfei， WANG Zhenbo，et al.Effects of precursor particle size on the performance of LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2 cathode material［J］.Ceramics International，2015，41（10）：15185-15192. |
| 24 | ZHANG Zheming， HE Wenzhi， LI Guangming，et al.Ultrasound-assisted hydrothermal renovation of LiCoO2 from the cathode of spent lithium-ion batteries［J］.International Journal of Electrochemical Science，2014，9（7）：3691-3700. |
| 25 | 王珊.高镍正极材料LiNi1- x Mg x O2的制备及改性研究［D］.哈尔滨：哈尔滨工业大学，2021. |
| WANG Shan.Synthesis and structure optimization of LiNi1- x Mg x O2 high nickel binary cathode material［D］.Harbin：Harbin Institute of Technology，2021. | |
| 26 | 谭燚，缪畅，聂炎，等.废旧锂离子电池三元正极材料的回收与再利用工艺研究进展［J］.人工晶体学报，2020，49（10）：1944-1951. |
| TAN Yi， MIAO Chang， NIE Yan，et al.Review on recycling and utilizing processes of ternary cathode materials in spent lithium-ion batteries［J］.Journal of Synthetic Crystals，2020，49（10）：1944-1951. | |
| 27 | 吴小龙，王晨麟，陈曦，等.废旧锂离子电池市场规模及回收利用技术［J］.环境科学与技术，2020，43（S2）：179-183. |
| WU Xiaolong， WANG Chenlin， CHEN Xi，et al.Market scale and recycling technology of waste lithium-ion batteries［J］.Environmental Science & Technology，2020，43（S2）：179-183. | |
| 28 | 贺觉渊.工信部：今年新能源车销量料达500万辆［N］.证券时报，2022-01-13（A02）. |
| 29 | 祝嫣然.工信部：加快推进动力电池回收利用立法［N］.第一财经日报，2021-10-20（A02）. |
| 30 | 杨洁，李嫒嫒.重点行业碳达峰实施方案明确［N］.中国证券报，2021-12-04（A05）. |
| 31 | 孙立极，史一棋.建好动力电池回收网［N］.人民日报，2021-08-02（7）. |
/
| 〈 |
|
〉 |
