锂电池虽被称为“绿色电池”，不含有 Hg、Pb等有害元素，但其正极材料、电解质溶液等会对环境造成很大的污染，同时造成资源的浪费。因此，总结废旧锂电池回收处理的工艺现状，探讨回收产生的污染物治理发展方向，具有十分重要的现实意义。

(车用动力锂电池组)

大多数锂电回收公司都使用湿法冶金方法回收锂离子电池的组分。锂电的湿法冶金回收基于活性材料（正极和负极的混合物）的金属成分的溶解，使用无机酸，然后通过溶剂萃取、离子交换和沉淀进行金属分离。主要回收产品是盐类，如硫酸镍、硫酸钴和碳酸锂，以镍-钴-锰(Ni-Co-Mn)氧化物和镍-钴-铝(Ni-Co-Al)氧化物为前体生产的混合物形式的产品。

目前国内从事锂电回收的公司采用的主流工艺以湿法冶金为主。主要步骤包含前处理（拆解环节）、预处理（高温热熔）、酸/碱液浸出、浸出液除杂、分离萃取、元素沉淀。湿法回收工艺核心部分是金属材料的浸取过程，使用酸将金属以离子回收到酸溶液中。湿法冶金对镍、钴、锰的回收率超过99%。但湿法冶金的废水产率也较高。统计显示，回收1吨的废旧锂离子电池产生30吨的废水。

电池的拆解环节，主要包含“放电、外包装拆解、电芯破碎、预处理”。首先需要将废旧电池残留的电量耗尽。从第一步浸出放电开始，就开始有放电废水产生了，卤水放电的废水，约占整体废水的10-20%。

随后通过外包装拆解、电芯多级破碎等一系列工序。废水中的组分更加复杂。总体而言，锂电回收的拆解环节废水含有电池破损的电解液、高盐分、重金属、COD、还有一定的磷和氟，以及来自锂电池隔膜的油类物质。

拆解、放电废水中酯类分子结构稳定，且盐含量较高，属于生物难降解有机废水，传统的生化法不能有效降解废水中的有机物。因此，废水中有机污染物的降解成为了废旧锂离子电池资源化利用的重点和难点。

在车用动力锂电池回收领域有两种主流的电池：磷酸铁锂电池、三元锂电池。由于磷酸铁锂电池中不含镍、钴等高值金属，且磷酸铁锂电池化学性质比较稳定，目前多以梯次利用为主。三元锂电池的正极材料由镍、锰、钴等高值金属组成，你可能会常听到NMC811、523、622这些不同的代号，代表的就是三种元素在正极材料中的比例。也正因为三元锂电池含有高值金属，所以目前锂电回收的主流对象是三元锂电池。

不同类型废电池中有价金属的含量：

1—磷酸铁锂(LiFePO4)；

2—氧化锂钴(LiCoO2)；

3—氧化锂镍钴锰(LiNiCoMnO2)；

4—氧化锂锰(LiMn2O4)；

5—混合型废旧锂离子电池。

目前锂电回收的主流：湿法冶金工艺，并探讨了拆解环节的废水特点（图示上半部分）；本篇则让我们聚焦回收环节的主要产物：锂电回收萃余废水。

（湿法回收工艺图）

经过拆解环节的推进，废电池经过放电、外包装拆解、电芯多级破碎、热熔、筛选后，形成了以三元金属和锂为主要成分的材料。值得注意的是，在预处理的多级破碎工艺中，通常需将集流体破碎至很细的颗粒度，导致大量铜/铝粉末进入富集的极粉中，造成后续再生除杂难度加大。

接下来需要借助酸和碱、萃取剂（P204、P507）的帮助，通过将正极活性物质的金属组分浸出、萃取、沉淀结晶等工艺，回收相应的金属和金属化合物。最高可占总产水量的80%的萃余废水，将在这一环节产生。

该废水水质一般呈高盐、高COD、高氟、高磷等特性，盐分以硫酸盐为主，含量一般在10%-15%，如果涉及到蒸发母液回流，盐分有时甚至会高达25%，COD达一千或数千毫克每升，主要污染物为p204和p507等萃取剂、较多的石油类物质（主要成分为磺化煤油，含量为几十到几百毫克每升）、氟化物含量在几百至几千毫克每升，此外水中还残留一定的镍、钴、锰等金属离子。

目前，为充分利用水资源和水中的无机盐，萃余废水主要采用蒸发工艺处理，即蒸发冷凝液进行回用，蒸发产生的无机盐作为产品出售。处理难点主要在萃余废水的蒸发预处理除油除COD阶段，预处理效果的好坏直接影响着蒸发器运行的稳定性和蒸发冷凝液的品质以及无机盐产品的品质。因此预处理以物化法为主，如芬顿氧化、臭氧氧化、活性炭吸附、树脂吸附等，但存在着处理效果不稳定、运行费用高等不足。

文章来源：苏州湛清环保科技有限公司

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