陶 熠，楊素潔，孫俊杰，劉夢茹，劉秀玉，唐 剛

(安徽工業(yè)大學(xué) 建筑工程學(xué)院，安徽 馬鞍山 243032)

0 引言

2005-2017年，全國交通運輸業(yè)碳排放量由10 685.88萬t上升至23 133.10萬t[1]。為有效減少碳排放，如期實現(xiàn)碳中和目標(biāo)，我國大力推進(jìn)電動汽車行業(yè)發(fā)展[2]。據(jù)預(yù)測，全球電動汽車庫存從2019年的約800萬輛將增至2025年的5 000萬輛，到2030年接近1.4億輛，年平均增長率近30%[3]。隨著電動汽車使用量的增加，鋰離子電池相關(guān)產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展，2021年11月鋰離子電池裝車量為20.8 GW·h[4]。2022年全國兩會期間，全國政協(xié)委員曾毓群就電池在整個新能源產(chǎn)業(yè)鏈中對我國碳中和目標(biāo)的順利達(dá)成所起的關(guān)鍵作用進(jìn)行了論述[5]。三元鋰電池具有能量密度大、循環(huán)性能好等優(yōu)點，已成為電動汽車的主要能源動力之一。然而動力電池的壽命僅有5～8 年[6]，即使能夠做到梯次利用，仍不可避免地產(chǎn)生大量報廢電池，如不進(jìn)行有效處置，三元鋰離子電池含有的危險金屬、有毒和腐蝕性電解質(zhì)、金屬鑄件和聚合物黏合劑將會通過污染地下水、土壤和空氣而對環(huán)境和人類健康構(gòu)成嚴(yán)重威脅，另外還會造成嚴(yán)重的資源浪費[7]。三元鋰電池主要由正極、負(fù)極、電解液和隔膜組成，其中正極材料中的鎳鈷錳酸鋰(LiNixCoyMn1-x-yO2，NCM)具有較高的回收價值[8]。在正極材料中，Ni主要是為了提高電池的容量，一般而言，其含量越高充電或放電比容量越大；Co是為了保持NCM層狀結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定，降低材料的電阻率；而Mn是為了在降低成本的同時，使NCM晶體結(jié)構(gòu)保持穩(wěn)定[9-10]。

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步以及國家對環(huán)境保護(hù)問題的日益重視，廢舊鋰電池三元正極材料的資源化利用水平得到了很大提高。本文對廢舊鋰電池三元正極材料的資源化利用現(xiàn)狀進(jìn)行了總結(jié)，對廢舊鋰電池三元正極材料的預(yù)處理、NCM的火法或濕法回收以及再生技術(shù)等進(jìn)展進(jìn)行了綜述，以期為廢舊鋰電池三元正極材料資源化利用研究提供參考。

1 廢舊三元鋰電池預(yù)處理

通常須對廢舊三元鋰電池進(jìn)行預(yù)處理才能回收其中的NCM，預(yù)處理步驟包括放電、拆解分選、富集等。在廢舊三元鋰電池報廢后，仍然會殘存部分電量，為保證拆解過程的安全，一般需將其電壓降至2 V以下[11]。常用的方法是將其置于鹽溶液中放電，宋秀玲等[12]探究了鋰電池放電效率與電解液溫度、pH等相關(guān)因素的關(guān)系，結(jié)果表明，在溫度為80 ℃、pH為2.78、放電時間為8 h的最佳條件下，鋰電池單體消電電壓可達(dá)0.54 V，滿足人體安全要求。在保證廢舊三元鋰電池消電電壓安全的條件下，需對其進(jìn)行拆解，相對于效率低且可能危害身體健康的人工拆解，機械拆解因安全高效而在國內(nèi)得到了廣泛應(yīng)用[13]。目前，一般用高溫加熱法和有機溶劑法去除黏結(jié)劑。高溫加熱法效率較高、成本較低，但是會產(chǎn)生有毒有害氣體，還需對其進(jìn)行后續(xù)處理；而有機溶劑法雖然不產(chǎn)生有毒氣體，但溶劑價格昂貴，且有一定的毒性[14-15]。鋁箔能夠溶解于強堿，而三元正極材料中的其他物質(zhì)不溶，所以一般用NaOH等堿性溶液去除鋁箔[16-17]。

2 NCM的回收利用途徑

在對廢舊三元鋰電池進(jìn)行預(yù)處理后， NCM的回收利用途徑主要有兩個：回收其中的有價金屬和以其為原料制成新的NCM。

2.1 回收有價金屬

回收有價金屬的方法有兩種：火法和濕法?；鸱ㄒ苯鸬膬?yōu)點是操作簡單、方便和高效。然而，這一過程會導(dǎo)致二噁英、氯化物、汞和其他有害物質(zhì)的高排放[18]，因此還需要安裝特殊設(shè)備來凈化燃燒產(chǎn)生的氣體和煙霧。相比于火法冶金的高能耗與高污染，濕法冶金不會產(chǎn)生很多難以控制且對身體和環(huán)境有害的物質(zhì)，而且能夠回收火法冶金不能回收的Li[15]。濕法冶金也有其缺點，在將廢舊三元正極材料轉(zhuǎn)化為純金屬或金屬鹽的過程中，會產(chǎn)生其他鹽。

2.1.1 火法回收

火法冶金工藝操作簡單，其分為兩種情況：一種是與預(yù)處理同時進(jìn)行，直接將放電后的廢舊三元鋰電池置于高溫環(huán)境下，破碎、分離出金屬化合物；另一種是在預(yù)處理之后，通過高溫冶金或配合濕法冶金的方法從NCM中回收Ni、Co、Mn等有價金屬[19]。REN等[20]提出了一種基于FeO-SiO2-Al2O3礦渣系統(tǒng)的新型熔煉還原工藝從廢舊鋰離子電池中回收有價金屬，研究了該工藝的可行性和礦渣中銅流失的機理；在爐渣/電池質(zhì)量比為4∶1、熔煉溫度為1 723 K、熔煉時間為30 min的最佳條件下，回收了98.83%的Co、98.39%的Ni和93.57%的Cu。茍海鵬等[21]將廢舊三元鋰離子電池通過熱解工藝進(jìn)行預(yù)處理，熱解后的產(chǎn)物為Al、CoO、Li2CO3等混合而成的粉末，該粉末可以用于提取Al、Li、Ni和Co等有價金屬。HU等[22]先用還原焙燒法將Li-NixCoyMnzO2分解成簡單的化合物或金屬，再用碳酸浸出處理后的產(chǎn)品，評估了溫度、碳用量和焙燒時間等因素對有價金屬浸出率的影響，通過X射線衍射和電子顯微鏡-X光微區(qū)分析對焙燒產(chǎn)物進(jìn)行了分析，結(jié)果表明，還原焙燒后的正極材料主要轉(zhuǎn)化為Li2CO3、Ni、Co和MnO。在650 ℃和19.9%碳劑量下烘烤3 h后，84.7%的Li優(yōu)先通過碳酸浸出回收，99%以上的Ni、Co、Mn可以通過酸浸出回收，最后得到了Li2CO3、NiSO4、CoSO4和MnSO4等產(chǎn)物。黎華玲等[23]以廢舊三元鋰離子電池正極片為原料，采用高溫?zé)崽幚沓フ龢O材料中的黏結(jié)劑和導(dǎo)電碳，以保證有價金屬在酸溶液中的浸出率，研究結(jié)果表明：三元正極材料在650 ℃下處理120 min，正極中黏結(jié)劑和導(dǎo)電碳分解完全；加入4 mol/L的H2SO4和11.1%的H2O2，在固液比為55.5 g/L、反應(yīng)溫度為80 ℃、反應(yīng)時間為2 h的條件下，Li、Ni、Co、Mn的浸出率分別為99.5%、98.9%、98.7%、98.7%。LIU等[24]研究了層狀LiNixCoyMnzO2的火法回收，測定了烘烤溫度、焦炭用量和焙燒時間對Li、Ni、Co、Mn浸出率的影響，結(jié)果表明，最佳焙燒條件為焙燒溫度650 ℃、焦炭用量10%、焙燒時間30 min，采用最佳參數(shù)下的焙燒產(chǎn)物對有價金屬進(jìn)行浸出，Li、Ni、Co和Mn的浸出率分別為93.67%、93.33%、98.08%和98.68%，且在不添加還原劑的情況下浸出得到的Ni、Co、Mn二價溶液可以在三元前驅(qū)體共沉淀中循環(huán)利用。CHEN等[25]提出了一種熱處理-氨浸出方法，從廢舊三元正極粉末中回收有價金屬，首先將正極活性粉末在300、550 ℃下煅燒，之后以煅燒后的正極粉末為原料，在含氨溶液中進(jìn)行堿性浸出，在最優(yōu)條件下，Co、Li、Ni、Mn的浸出率分別為81%、98%、98%、92%。

2.1.2 濕法回收

濕法回收主要是利用化學(xué)方法通過溶液中的介質(zhì)將NCM中的有價金屬溶解浸出，再通過萃取、分離、析出等方式將金屬元素提取出來，常見的方法有酸浸法、堿浸法和生物浸出法。

1)酸浸法

酸浸法可以將金屬離子由固態(tài)粉體轉(zhuǎn)換為酸溶液狀態(tài)，有利于后續(xù)的分離。對于酸浸過程，浸出率會受到實驗參數(shù)的影響，如溫度、酸濃度、酸的種類、浸出時間、紙漿密度和添加劑等。酸浸法所使用的酸分為無機酸和有機酸[26]。

無機酸的酸性更強，對于NCM中的有價金屬的浸出率也更高。HE等[27]研究了從廢舊NCM333正極材料中回收Li、Ni、Co和Mn的環(huán)保浸出工藝，探索了影響Li、Ni、Co和Mn浸出率的操作變量，如H2SO4濃度、溫度、H2O2濃度、攪拌速度和紙漿密度等，以確定最有效的浸出條件，研究結(jié)果表明，在40 ℃、1 mol/L H2SO4、1%H2O2、400 r/min攪拌速度、40 g/L紙漿密度和浸出60 min的最佳條件下，Li、Ni、Co和Mn的浸出率達(dá)99.7%。MESHRAM等[28]研究了從含35.8%Co、6.5%Li、11.6%Mn、10.06%Ni的三元正極粉末中回收Li、Ni、Co、Mn的硫酸浸出方法，對工藝參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化，結(jié)果表明，在1 mol/L H2SO4、368 K、50 g/L紙漿密度和浸出240 min的條件下，得到了93.4%的Li、66.2%的Co、96.3%的Ni和50.2%的Mn。JOULIé等[29]開發(fā)了一種濕法冶金工藝，從廢舊NCM鋰電池(含Ni、Co、Al的鋰電池)正極材料中回收有價金屬，在將固液比設(shè)置為5%的條件下，研究了酸類型(H2SO4、HNO3和HCl)、酸濃度(1～4 mol/L)、浸出時間(3～18 h)和浸出溫度(25～90 ℃)等參數(shù)的影響，以確定最有效的溶解條件，結(jié)果表明，鹽酸具有較高的浸出率，在最佳條件下，Li、Ni、Co和Al完全溶解。在Ni與Co的回收過程中，首先將浸出液中的Co(Ⅱ)用次氯酸鈉試劑選擇性地氧化成Co(Ⅲ)，在pH=3的條件下選擇性沉淀回收Co2O3；然后在pH=11處加入NaOH，得到Ni(OH)2沉淀。此工藝可使Co和Ni的回收率分別達(dá)100%、99.99%。

與無機酸相比，有機酸對設(shè)備儀器的腐蝕性較弱，且對環(huán)境危害小，適合循環(huán)利用。CHEN等[30]以d-葡萄糖和檸檬酸作為還原劑和浸出劑處理NCM，結(jié)果表明，在紙漿密度20 g/L、檸檬酸濃度1.5 mol/L、還原劑劑量0.5 g/g、反應(yīng)溫度80 ℃的最佳條件下反應(yīng)120 min，可浸出約99%、91%、92%、94%的Li、Ni、Co、Mn。ZHENG等[31]利用加壓水熱浸出方法，將廢舊三元正極材料浸入封閉的檸檬酸中，再將檸檬酸水浴加熱，發(fā)現(xiàn)浸出率隨著溫度和時間的增加而提高。Mn在60 ℃下浸泡5 min可完全浸出，在90 ℃下浸泡20 min時，Li、Ni、Co的浸出率分別達(dá)81%、73%、100%。為提高Ni的浸出率，在100 ℃以上處理20 min，Ni浸出率達(dá)90%。相較于傳統(tǒng)方法，加壓水熱浸出法既能提高浸出率，又可以避免高濃度酸和過氧化氫等還原劑造成的污染。ZHANG等[32]開發(fā)了一種以H2O2為還原劑、以生物可降解的三氯乙酸為浸出液，從廢舊NCM333碎片中浸取有價金屬的方法，該方法通過優(yōu)化操作參數(shù)可以獲得較高的Ni、Co、Mn和Li浸出率和較低的Al浸出率。隨著三氯乙酸濃度的升高、浸出溫度的上升和時間的延長，金屬的浸出率均有所提高。在3.0 mol/L三氯乙酸、4%過氧化氫、60 ℃、紙漿密度50 g/L、浸泡30 min的最優(yōu)條件下，Ni、Co、Mn、Li的浸出率分別為93.0%、91.8%、89.8%、99.7%，而Al的浸出率僅為7.0%；這種方法可以不通過溶解鋁箔直接浸出有價金屬，減少了操作流程。寧培超[33]提出采用超聲強化DL-蘋果酸浸出預(yù)處理后的NCM622方法，研究結(jié)果表明，在DL-蘋果酸濃度1.0 mol/L、固液比5 g/L、H2O2體積分?jǐn)?shù)4%、超聲功率90 W、80 ℃的條件下浸出30 min，Li、Ni、Co、Mn的浸出率分別為98.0%、97.8%、97.6%、97.3%。HE等[34]采用了一種天然L-酒石酸浸出的新型綠色工藝，用于從NCM中持續(xù)回收Mn、Li、Co和Ni，研究了影響Mn、Li、Co和Ni浸出率的操作條件，包括酒石酸濃度、紙漿密度、溫度和浸出時間，結(jié)果表明，在質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4%的H2O2、濃度為2 mol/L的L-酒石酸、紙漿密度為17 g/L、70 ℃和30 min的最優(yōu)條件下，Mn、Li、Co、Ni的浸出率分別為99.31%、99.07%、98.64%、99.31%。

2)堿浸法

目前常用的堿性浸出劑為氨水，其對于Ni與Co的浸出效果優(yōu)于Li和Mn，可以實現(xiàn)NCM的初步分離。WU等[35]先通過濕法破碎和篩分從廢舊三元電池中得到了混合電極粉末，然后使用三元[NH3、(NH4)2SO3、(NH4)HCO3]氨溶液從三元鋰混合電極粉末中選擇性地浸出Co、Ni和Li?？扇苄园睆?fù)合離子形成的有利條件，可以提高Li、Ni和Co的浸出率。在NH3、(NH4)2SO3、(NH4)HCO3濃度分別為1.5、1.0、1.0 mol/L，溫度為60 ℃，紙漿密度為20 g/L，浸出時間為180 min的最佳條件下，Ni和Cu幾乎可以完全浸出，Li和Co的浸出率分別為60.53%和80.99%。ZHENG等[36]以(NH4)2SO4為浸出溶液、Na2SO3為還原劑，對廢舊三元正極材料進(jìn)行了初步選擇性浸出，結(jié)果表明，Ni、Co和Li浸出溶液的總選擇性大于98.6%，而對Mn的總選擇性僅為1.36%；對工藝進(jìn)行優(yōu)化后，在NH3、(NH4)2SO4、Na2SO3濃度分別為4.0、1.5、0.5 mol/L，溫度為353 K，紙漿密度為10 g/L的最佳條件下，300 min可浸出89.8%的Ni、95.3%的Li、80.7%的Co和4.3%的Mn。經(jīng)過兩步浸出后，Mn的浸出率僅為6.34%，Ni、Co和Li的總浸出率分別為94.8%、88.4%和96.7%。Ni、Co、Li對最終溶液的總選擇性在98%以上，有害雜質(zhì)元素僅為1.9%。KU等[37]采用基于NH3、(NH4)2CO3和(NH4)2SO4的氨化浸出劑對預(yù)處理過的正極活性材料中的Ni、Mn、Co、Al和Cu進(jìn)行浸出，結(jié)果表明，Co和Cu可以完全浸出，Mn和Al很難浸出，而Ni具有中等浸出率，浸出殘基是由殘存的NCM、LiMn2O4、Al2O3、MnCO3和Mn的氧化物組成的。通過對氨浸出的Co與Ni的回收，可以減少去除Mn和Al的步驟，在一定程度上提高了浸出率。王超[38]探索了三元正極材料中的有價金屬元素在不同還原劑和緩沖溶液體系中的浸出行為差異，發(fā)現(xiàn)在不額外加入緩沖溶液的情況下，還原劑對NCM中金屬元素浸出率的促進(jìn)作用排序為(NH4)2SO3>Na2SO3≈Na2S2O3≈Na2HPO3；在添加緩沖溶液的情況下，還原劑對三元材料中主要金屬元素(Ni、Co和Li)浸出率的促進(jìn)作用排序為Na2SO3≈(NH4)2SO3>Na2S2O3>Na2HPO3；通過對NH3-(NH4)2CO3-Na2SO3選擇性氨浸體系的研究發(fā)現(xiàn)，單階段浸出過程中79.1%的Li、86.4%的Co和85.3%的Ni被選擇性浸出，僅有1.45%的Mn進(jìn)入溶液；多階段浸出過程中幾乎所有的金屬(98.4%的Li、99.4%的Co和97.3%的Ni)都被溶解了。譚燚等[39]通過堿液浸出法對預(yù)處理后的NCM523進(jìn)行了處理，為了提高浸出率，選用強堿NaOH，實驗結(jié)果表明：在0.5 mol/L NaOH、固液比0.1 g/mL、25 ℃、15 min和一定的超聲強度的最優(yōu)條件下，能將其中的有價金屬完全浸出。

3)生物浸出

生物浸出是利用微生物的產(chǎn)酸能力與氧化還原特性，使NCM中的有價金屬浸出的回收技術(shù)[40]。相比于其他浸出方法，生物浸出具有成本低、工業(yè)要求少且相對環(huán)保的優(yōu)點。然而，由于生物浸出較慢和微生物不易培養(yǎng)等缺點，該方法在金屬萃取中的商業(yè)應(yīng)用相對有限[41]。BAHALOO-HOREH等[42]利用黑曲霉從廢舊三元鋰電池中回收了Li、Mn、Cu、Al、Co和Ni，與其他真菌相比，黑曲霉對重金屬的適應(yīng)提高了有機酸的產(chǎn)量和金屬的浸出率，減少了進(jìn)入對數(shù)階段所需的時間，加快了酸的生產(chǎn)速度。在廢鋰離子電池粉末中，葡萄糖酸是適應(yīng)真菌生長的主要鋰氧化劑。在紙漿密度為1%的條件下，黑曲霉浸出了100%的Li、94%的Cu、72%的Mn、62%的Al、45%的Ni和38%的Co。BAHALOO-HOREH等[43]采用黑曲霉生產(chǎn)的有機酸浸出溶解廢舊三元鋰電池中的有價金屬，分析了蔗糖濃度、初始pH和接種量等因素對有機酸產(chǎn)量的影響和相互作用介質(zhì)下黑曲霉產(chǎn)生的有機酸在不同紙漿密度條件下對有價金屬浸出效果的影響，結(jié)果表明，在最佳條件下，Ni、Co、Mn、Cu、Al和Li的浸出率分別為54%、64%、77%、100%、75%和100%。

2.2 制成新的NCM材料

通過從滲濾液中直接再生正極材料，能夠縮短加工路線，避免了金屬離子相互分離的問題，減少了二次污染，提高了有價金屬的回收效率。將回收的NCM制成新的NCM材料主要有兩種方法：通過制造前驅(qū)體進(jìn)行重新合成和直接修復(fù)，相對而言，前者更為成熟且回收效果更好，后者操作更加簡便且經(jīng)濟(jì)效益更好。

2.2.1 通過前驅(qū)體再生

目前通過前驅(qū)體制造新的NCM主要有兩種方法：共沉淀法和溶膠凝膠法[44]。鄒超[45]采用間接共沉淀法，以NCM523浸出液為原料、NiSO4·6H2O為Ni源、Li2CO3為Li源、MnSO4為Mn源、CoSO4·7H2O為Co源，制備了新的NCM523正極材料，研究發(fā)現(xiàn)：所制備的NCM523正極材料具有較好的電化學(xué)性能，首次充電比容量可達(dá)159.8 mA·h/g。JELENA等[46]采用溶解金屬共沉淀法處理了廢舊三元正極粉末，通過各種工藝將其中有價金屬溶解、混合，再進(jìn)行鋰化、熱處理沉淀，重新合成了鋰電池三元正極材料。辛緒志[47]采用溶膠凝膠法在不同溫度下煅燒制備正極材料，調(diào)節(jié)Li和NCM523的摩爾比，以獲得結(jié)構(gòu)更好的正極材料。經(jīng)過電化學(xué)表征發(fā)現(xiàn)900 ℃下具有最好的循環(huán)壽命，循環(huán)50圈后容量保持率為94.69%；在不同倍率下仍然具有最高的放電比容量，并且經(jīng)過0.1、0.2、0.5、1.0、2.0、5.0 C放電恢復(fù)到0.2 C時容量保持率可以達(dá)到98.12%。YAO等[48]采用溶膠凝膠法以廢舊鋰電池三元正極粉末為原料，以蘋果酸為浸出劑與螯合劑、H2O2為還原劑，在蒸餾水中配制特定濃度的溶液，在原位合成了均勻的LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2；回收過程避免了金屬離子的復(fù)雜分離，副產(chǎn)品少，污染小，并且重新合成的NCM性能幾乎與新的NCM相同。

2.2.2 直接修復(fù)

盡管可以通過前驅(qū)體重新制造新的NCM，但是在這個過程中需要使用大量的化學(xué)試劑且能耗較大甚至有可能對環(huán)境造成污染。SHI等[49]利用高溫固相法實現(xiàn)了正極材料的再生，首先將預(yù)處理后的NCM523材料與摩爾比為3∶2的LiNO3和LiOH組成的共晶鋰鹽混合物混合，然后將其在300 ℃下加熱2 h或4 h以獲得修復(fù)，再用去離子水洗滌以去除殘留的鋰鹽，最后用5%的Li2CO3作為補鋰劑與再生的NCM523在初始溫度為850 ℃、溫度上升速率為5 ℃/min的條件下燒結(jié)4 h，得到最終修復(fù)成功的NCM523材料。使用原子分辨率電子顯微鏡成像和電子能量損失光譜等對修復(fù)材料進(jìn)行測試，發(fā)現(xiàn)NCM523損失的Li可以通過此方法成功再生，得到其原始的組成和晶體結(jié)構(gòu)，從而使其容量、循環(huán)穩(wěn)定性和速率能力有效恢復(fù)至原始材料的水平。郝濤[50]采用碳酸鹽沉淀輔助高溫固相法再生了三元正極材料NCM622，測試結(jié)果表明，首次充電比容量可達(dá)159.8 mA·h/g，具有良好的電化學(xué)性能。樓平等[51]在空氣氣氛中，采用低共熔混合物L(fēng)iNO3-LiOH為鋰鹽進(jìn)行補鋰修復(fù)再生，從而將廢舊的NCM523重新修復(fù)成初始充電比容量的材料，其電化學(xué)結(jié)果顯示，在0.1 C的充放電電流密度和2.8～4.25 V的電壓范圍內(nèi)，300 ℃/3 h～850 ℃/4 h修復(fù)再生后的NCM523首次放電比容量為161.2 mA·h/g(0.1 C)，充放電庫侖效率為87.8%，1 C條件下循環(huán)100次后，放電比容量為132.6 mA·h/g，相較于未處理的廢棄三元正極材料，倍率性能和循環(huán)性能得到了大幅提升，與商業(yè)NCM523材料相差無幾。

3 展望

隨著電動汽車產(chǎn)量的大幅增加，三元電池化學(xué)結(jié)構(gòu)和性能持續(xù)改變，而廢舊電池的回收技術(shù)相對滯后。未來，三元鋰電池的回收技術(shù)可能會隨其設(shè)計而發(fā)生相應(yīng)變化，而在三元鋰電池的設(shè)計過程中也應(yīng)該充分考慮其回收問題。同時，需進(jìn)一步完善關(guān)于三元鋰電池回收的法律法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)體系，以確保廢舊三元鋰電池在回收過程中的安全收集、運輸及處理，減輕環(huán)境負(fù)擔(dān)。針對廢舊三元鋰電池回收體系，作出如下展望：

a.NCM的回收利用應(yīng)綜合考慮環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益，確保在資源化利用的同時不產(chǎn)生新的環(huán)境問題，并可為企業(yè)帶來一定的經(jīng)濟(jì)效益，不斷提升產(chǎn)業(yè)化水平和規(guī)模，盡可能實現(xiàn)就地集中處置。

b.在預(yù)處理階段，機械分選帶來高效率的同時也會面臨回收精度不夠高的問題，會給后續(xù)的回收以及材料的精確利用帶來困擾，因此提高機械分選的精度是廢舊電池回收利用的關(guān)鍵。

c.通過分選去除NCM之間的黏結(jié)劑以及通過火法回收NCM中的有價金屬時，可能會產(chǎn)生一些有毒有害氣體，如何高效處理這些氣體需要重點關(guān)注。

d.盡管可以直接修復(fù)廢舊三元鋰電池，但在此過程中會出現(xiàn)引入新的雜質(zhì)、循環(huán)效率不夠高等問題，需要進(jìn)一步研究解決。

4 結(jié)語

在“碳中和，碳達(dá)峰”的戰(zhàn)略目標(biāo)背景下，新能源汽車產(chǎn)業(yè)必將得到快速發(fā)展。與此同時，廢舊三元鋰電池的數(shù)量也會大幅增加。NCM中含有Ni、Co、Mn、Li等有價金屬，既可以將其提取利用，又可以通過前驅(qū)體或者直接修復(fù)的方法制成新的NCM材料，回收價值很高。通過綜述國內(nèi)外NCM回收技術(shù)路線與工藝，指出了其未來的研究方向和重點，可為廢舊電池高價值化循環(huán)利用和環(huán)境友好型處理提供參考。