废旧电池萃取槽：废旧锂离子电池的回收技术现状及展望

锂离子电池具有非常广泛的应用范围，随着平板电脑、智能手机和超级本的使用量增加，预计在2020年左右，传统小型锂离子电池的应用会呈现大幅度增加的趋势。与此同时，大批废旧的锂离子电池的回收利用问题愈发凸显，利用填埋、焚烧等传统方法处理废旧锂离子电池，既浪费了资源，又对环境造成了污染，甚至还会给人体健康带来危害。

我国现有的废旧锂离子电池回收企业主要集中在珠江三角区和长江三角区，虽然数量很多且规模较大，但是回收工艺都比较落后，分类拆解主要采取人工作业，还属于劳动密集型产业导致工作效率低，差错率大。因此，废旧锂离子电池的高效，低成本回收处理成为我国电池行业发展的瓶颈问题机遇与挑战并存。

1锂离子电池的回收技术

锂离子电池通常由重金属、有机化合物和塑料组成，其质量比大约为：重金属占15%-37%有机化合物占15%，塑料占7%。综合来看，在锂离子电池的组成中，以正极活性物质，即重金属对环境的影响最为显著，且回收价值较高。

1.1物理分选法

金泳勋等采用立式剪碎机，等级风力摇床和振动筛分级，破碎和分选的方法处理废旧锂离子电池，最终得到了附加值较高的轻烯烃产品，金属产品及电极材料。正极材料的混合粉末经马弗炉高温处理，然后用浮选法进行分离。浮选法的优点主要是不会增加新的污染，能量消耗少，而且外壳也可以循环利用，但也存在一些缺点，例如新合成电池的充放电性能明显降低。Daniel提出以物理分选法为基础的喷动床淘洗技术。其过程主要分为两步，首先根据每一种金属的质量以及它的化学组成对废旧锂离子电池进行分类。其次，使用机械方法(研磨过筛淘洗)来分离不同的金属物质，金属回收率可以达到将近80%，但存在金属混杂情况，即该方法对不同金属的分辨率稍差，目前在废旧锂离子电池回收分离不同金属物质方面喷动床淘洗技术是一种相对简单，成本低廉的选择物理分选法回收废旧锂离子电池的工艺流程相对来说较为简单，成本较低，但是回收的钴酸锂充放电性能和电池容量有所降低。所以，该方法只适用于回收前的处理或者回收生产对于充放电性能和电池容量要求不高的电池。

1.2火法冶金法

欧秀琴等采用火法冶金回收了废旧锂离子电池中的有价金属。具体工艺流程为，剥去废旧锂离子电池外壳，回收壳体材料中的有价金属，将电池内芯与焦炭、石灰石混合，经还原焙烧得到金属铜、钴、镍等组合成含碳合金。然后继续进行深加工处理，整个过程在高温下完成。日本的索尼/住友公司对废旧锂离子电池的火法冶金处理进行了系统研究。结果表明，在低于1000下对未处理、未拆解的废旧锂电池直接进行焚烧，电池可以实现自我解离，焚烧后的残余物中有铁、铜、铝等金属再通过筛分、磁选等方法使有价金属分离开来，回收再利用金属元素回收率较高，但是金属单质回收率有待提高。法国SNAM公司在日本索尼/住友公司研究的基础上进一步研究了废旧锂离子电池的热分解，研发了处理热解和磁分离技术，其热解温度比日本的要低100~200℃，有价金属单质的回收率也比日本的有明显提高，火法回收的缺点就是处理过程的实验条件要求较高，且产品的合金纯度较低，处理过程需要高温导致能耗比较高，即金属单质的回收率和纯度有待进一步提高。