能源和環(huán)境是21世紀(jì)人類(lèi)所需要面臨的兩個(gè)重大的問(wèn)題，新能源的開(kāi)發(fā)和資源綜合回收利用是人類(lèi)可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)和方向。近年來(lái)，鋰離子電池由于質(zhì)量輕、體積小、自放電小、無(wú)記憶效應(yīng)、工作溫度范圍寬、可快速充放電、使用壽命長(zhǎng)、環(huán)保等優(yōu)勢(shì)而得到了廣泛的應(yīng)用。最早Whittingham利用Li-TiS體系制成首個(gè)鋰電池，到1990年實(shí)現(xiàn)商業(yè)化，至今已發(fā)展40余年，取得了很大的進(jìn)步。

據(jù)統(tǒng)計(jì)，2017年1~10月中國(guó)鋰離子電池累計(jì)產(chǎn)量為89.9億只，累計(jì)增長(zhǎng)率達(dá)34.6%。國(guó)際上，鋰離子電池在航天電源領(lǐng)域的應(yīng)用已進(jìn)入工程化應(yīng)用階段，全球一些公司和特種部門(mén)對(duì)鋰離子電池應(yīng)用于航天進(jìn)行了研發(fā)，如美國(guó)的“國(guó)家特種和航天管理局”(NASA)、Eagle-Picher電池公司、法國(guó)的SAFT公司、日本的JAXA公司等。

隨著鋰離子電池的廣泛應(yīng)用，造成了廢舊電池的數(shù)量越來(lái)越多。預(yù)期在2020年前后，我國(guó)僅純電動(dòng)(含插電式)乘用車(chē)和混合動(dòng)力乘用車(chē)動(dòng)力電池的累計(jì)報(bào)廢量在12~17萬(wàn)噸。

鋰電池雖被稱(chēng)為“綠色電池”，不含有Hg、Pb等有害元素，但其正極材料、電解質(zhì)溶液等會(huì)對(duì)環(huán)境造成很大的污染，同時(shí)造成資源的浪費(fèi)。因此，綜述國(guó)內(nèi)外廢舊鋰電池回收處理的工藝現(xiàn)狀，并在此基礎(chǔ)上總結(jié)廢舊鋰離子電池回收工藝的發(fā)展方向，具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

鋰離子電池的主要成分

鋰離子電池主要成分包含外殼、電解液、陽(yáng)極材料、陰極材料、膠黏劑、銅箔和鋁箔等。其中，Co、Li、Ni質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為5%~15%、2%~7%、0.5%~2%，還有Al、Cu、Fe等金屬元素;從主要成分價(jià)值占比來(lái)看，陽(yáng)極材料和陰極材料約占33%和10%，電解液和隔膜分別約占12%和30%。廢舊鋰離子電池中主要回收的金屬是Co和Li，主要集中在陽(yáng)極材料上的鈷鋰膜上。

尤其是我國(guó)鈷資源相對(duì)貧乏，開(kāi)發(fā)利用較為困難，而在鋰離子電池中鈷的質(zhì)量分?jǐn)?shù)約占15%，是伴生鈷礦的850倍左右。目前，以LiCoO2為正極材料的鋰離子電池應(yīng)用較為廣泛，其中含有鈷酸鋰、六氟磷酸鋰、有機(jī)碳酸酯、碳素材料、銅、鋁等化學(xué)物質(zhì)。