一份動力電池出貨量數(shù)據(jù)如下圖所示，按照商用車服役3三年，乘用車服役5年的時間推算， 2018年將經歷一個動力鋰電池的退役小高潮。這些退役下來的電芯，典型的后續(xù)路徑有兩類，梯次利用或者直接材料回收。

動力電池出貨量統(tǒng)計

1 梯次利用與原料回收

退役動力鋰電池，走梯次利用道路的，是梯次利用之后再進行材料回收；直接材料回收的是批量過小的，無歷史可查的，安全監(jiān)測不合格的等等。

追求經濟效益是企業(yè)和社會行為的動力。按道理，梯次利用，到電池的可利用價值降低到維護成本以下，再做原料回收，才是電池價值最大化。但實際的情況是，早期動力電池可追溯性差，質量、型號參差不齊。早期電池的梯次利用風險大，剔除風險的成本高，因而可以說，在動力電池回收的前期，電池的去處大概率以原料回收為主。

廢舊電池回收產業(yè)鏈

2 正極材料有價金屬提取方法

當前說的動力鋰電池回收，其實并沒有做到整個電池上各類材料的全面回收再利用。正極材料的種類主要包括：鈷酸鋰，錳酸鋰，三元鋰，磷酸鐵鋰等。

電池正極材料成本占據(jù)單體電池成本1/3以上，而由于負極目前采用石墨等碳材料較多，鈦酸鋰Li4Ti5O12和硅碳負極S i/C應用較少，所以目前電池的回收技術主要針對的是電池正極材料回收。

廢舊鋰電池的回收方法主要有物理法、化學法和生物法三大類。與其他方法相比，濕法冶金因其能耗低、回收效率高及產品純度高等優(yōu)點被認為是一種較理想的回收方法。

2.1 物理法

物理法利用物理化學反應過程對鋰離子電池進行處理。常見的物化處理方法主要是破碎浮選法和機械研磨法。

1) 破碎浮選法

破碎浮選法是利用物質表面物理化學性質的差異進行分選的一種方法，即首先對完整的廢鋰離子電池進行破碎、分選后，將獲得的電極材料粉末進行熱處理去除有機粘結劑，最后根據(jù)電極材料粉末中鈷酸鋰和石墨表面的親水性差異進行浮選分離，從而回收鈷鋰化合物粉體。破碎浮選法工藝簡單，可使鈷酸鋰與碳素材料得到有效分離，且鋰、鈷的回收率較高。但是由于各種物質全部被破碎混合，對后續(xù)銅箔、鋁箔及金屬殼碎片的分離回收造成了困難; 且因為破碎易使電解質LiPF6與H2O 反應產生HF 等揮發(fā)性氣體造成環(huán)境污染，需要注意破碎方法。

2) 機械研磨法

機械研磨法是利用機械研磨產生的熱能促使電極材料與磨料發(fā)生反應，從而使電極材料中原本黏結在集流體上的鋰化合物轉化為鹽類的一種方法。不同類型的研磨助劑材料的回收率有所區(qū)別，較高的回收率可以做到：Co 回收率98%，Li 回收率99%。機械研磨法也是一種有效的回收廢舊鋰離子電池中鈷和鋰的方法，其工藝較簡單，但對儀器要求較高，且易造成鈷的損失及鋁箔回收困難。

2.2 化學法

化學法是利用化學反應過程對鋰離子電池進行處理的方法，一般分為火法冶金和濕法冶金2 種方法。

1) 火法冶金

火法冶金，又稱焚燒法或干法冶金，是通過高溫焚燒去除電極材料中的有機粘結劑，同時使其中的金屬及其化合物發(fā)生氧化還原反應，以冷凝的形式回收低沸點的金屬及其化合物，對爐渣中的金屬采用篩分、熱解、磁選或化學方法等進行回收?；鸱ㄒ苯饘υ系慕M分要求不高，適合大規(guī)模處理較復雜的電池，但燃燒必定會產生部分廢氣污染環(huán)境，且高溫處理對設備的要求也較高，同時還需要增加凈化回收設備等，處理成本較高。

2) 濕法冶金

濕法冶金是用合適的化學試劑選擇性溶解廢舊鋰離子電池中的正極材料，并分離浸出液中的金屬元素的一種方法。濕法冶金工藝比較適合回收化學組成相對單一的廢舊鋰電池，可以單獨使用，也可以聯(lián)合高溫冶金一起使用，對設備要求不高，處理成本較低，是一種很成熟的處理方法，適合中小規(guī)模廢舊鋰離子電池的回收。

2.3 生物法

生物冶金法目前也在研究進行中，其利用微生物菌類的代謝過程來實現(xiàn)對鈷、鋰等金屬元素的選擇性浸出。生物法能源消耗低，成本低，且微生物可以重復利用，污染很小; 但培養(yǎng)微生物菌類要求條件苛刻，培養(yǎng)時間長，浸出效率低，工藝有待進一步改進。

2.4 磷酸鐵鋰回收偏冷門

在多種動力鋰電池中，只有磷酸鐵鋰電池正極材料不含貴金屬，而是主要由鋁、鋰、鐵、磷和碳元素組成。正因如此，企業(yè)對磷酸鐵鋰的回收分解并不熱心。對磷酸鐵鋰電池回收，有針對性的研究也比較少。

磷酸鐵鋰的一般處理方式，電池整體經機械粉碎后，利用極性有機溶劑NMP或強堿溶解分離其中的鋁，剩余的材料即為LiFePO4 和碳粉的混合物。向該混合物中引入Li、Fe、P 以調整此三種元素在材料中的摩爾比，再經球磨、惰性氣氛下高溫煅燒后可重新合成LiFePO4材料，但與首次合成的磷酸鐵鋰電池正極材料相比，該材料的電容量、充放電性能均有所下降。將失效磷酸鐵鋰電池正極材料氧化分解，回收鋰、鐵、磷、碳并重新利用才是治標治本的回收路徑。

研究雖少，總歸還是有人在做。比如祝宏帥等開發(fā)了一種方法，用磷酸體系浸取失效磷酸鐵鋰電池正極材料，以高效率、低成本、零廢料排放的方法實現(xiàn)更好的鋰、鐵分離效果，綜合回收鋰、鐵、磷、碳。

3 濕法冶金是當前主要應用技術

通過對國內外鋰離子電池回收工藝的研究可以看出，使用物理化學法回收鋰離子電池的回收率較低; 化學法研究普遍，應用范圍廣，相對比較可行; 生物法雖環(huán)保，但所需時間太長，有待進一步研究。針對化學法的眾多研究表明: 通過單一火法冶金不及通過濕法冶金獲得的再生材料的電化學性能好，但通過單一濕法冶金回收需要大量的試劑，不適合大規(guī)模工業(yè)化處理。

比較而言，濕法冶金是當前提取方法中綜合性能比較好的一類方法，酸浸出是其中最重要的環(huán)節(jié)。其主要目的是將預處理后的活性物質中的目標金屬轉移到浸出液中，便于后續(xù)的分離回收過程。傳統(tǒng)的無機強酸（HCl、HNO3和H2SO4）已經被廣泛運用于浸出過程。然而，在浸出過程中會伴隨產生有毒氣體如Cl2、SO3以及Nx等對環(huán)境造成危害。因此，近年來研究者們開始關注有機酸（檸檬酸、草酸、抗壞血酸等）在浸出過程中的作用。而與傳統(tǒng)的無機酸相比，有機酸浸出在滿足高效率的同時能夠減少對環(huán)境的二次污染．

典型的濕法提取主要步驟：預處理→酸液浸出→浸出液除雜→分離萃取→元素沉淀。