SMM4月20日讯：废旧三元锂电池回收工艺（一）——湿法冶金

随着锂离子电池在新能源汽车、电动工具、储能等领域的广泛应用，锂电池行业将迎来一个高速增长的时期。在未来几年内，我国锂电池将迎来大规模的退役潮，这将导致大量的废旧锂电池进入市场，锂电池回收也成为全球关注的热点话题。

由于废旧锂电池是一种非常复杂的混合物，包含许多不同的成分，尤其是包含了锂、镍、钴、锰、铝等贵金属，因此，废旧锂电池回收，不仅可以满足环保的需求，同时也有利于实现经济价值的最大化。近年来，随着废旧锂电池市场不断扩张，回收技术也不断完善，目前市场上三元锂电池回收主流工艺有两种，湿法冶金及火法冶金。

湿法冶金技术：

湿法冶金按工序可以分为前置提锂和后置提锂两种工艺， 二者均可分为预处理阶段和湿法冶金阶段，预处理阶段的工艺步骤相似，差异主要体现在后端湿法冶金，本文将先介绍预处理阶段的工艺步骤，再具体阐述前置提锂和后置提锂两种不同的湿法冶炼工艺。

1. 预处理

作为废旧锂离子电池回收综合利用的重要环节，预处理通常包含放电-拆解-破碎-热解-分选等过程。

（1）拆解：首先将电池包拆解成模组，由于电池包规格不同，目前大多数企业都以人工拆解为主，产线自动化程度较低。

（2）放电：由于废旧锂电池中仍残留部分电量， 为了保证回收生产的安全性，需要在拆解破碎前先对其进行充分的放电处理。安全放电主要有物理法和化学法，物理法是通过外接电阻的方式放电，化学法也叫做盐水放电法是通过导电溶液电解释放残余电量，通常使用NaCl溶液作为辅料。根据电池形态的不同，放电方法也有所差异，体积较小的软包电池以及圆柱型电池通常采用化学放电法，方形电池大多使用物理放电法。和物理法相比，化学法放电过程中易产生污水和废气，物理法由于外接电阻，可以将电能收集利用（试验阶段，尚未大规模量产），经济性优于化学放电。

（3）破碎：破碎通常是利用机械设备将电极材料与其它物质分离，由于电池破碎过程中会产生热量的释放，因此易发生燃烧、爆炸，威胁到生产人员安全的问题，因此部分企业在破碎过程中会使用氮气保护，确保破碎安全。

（4）热解：利用高温将电解液、隔膜、粘结剂等有机物烧掉，热解的温度通常取决于企业自身对于窑炉温度的控制能力，温度越高越有利于烧掉有机物，提升回收的收率，但同时超过700°C铝会直接和氧发生铝热反应，造成安全事故。

（5）分选：使用浮选、磁选、重力分选等方式将铝、铜、铁、石墨等物质筛分出来，得到黑粉进入到湿法冶金阶段进一步加工。

2. 冶金阶段——后置提锂

（1）酸浸：目前行业中使用两步浸出法较多，将黑粉和98%浓硫酸按照一定配比混合均匀，使用热蒸汽加热至50°C-70°C,以提升反应效率，同时加入H₂O₂作为还原剂，可以提升金属的浸出效果。

（2）除杂：需要使用到铁粉、Ca(OH)_2、H₂O₂、NaOH、Na₂CO₃等辅料，去除铜、铁、铝、钙、镁等杂质，提升产品收率。

（3）萃取：通常使用P204及P507萃取出硫酸镍、硫酸锰、硫酸钴溶液，之后经过调节PH值、碳化热析、沉淀等工艺环节提取出碳酸锂。

3. 冶金阶段——前置提锂

前置提锂作为新技术，一般是先提锂，再提镍钴锰，优点是可以减少锂的流失，提升锂收率；其次，该工艺可以和磷酸铁锂回收产线并线，减少产线投资成本，经济性较强，但是目前该技术仍处于起步阶段，尚未被大规模推广应用。

如图所示，前置提锂按工序也可以分为酸浸-除杂-萃取，和后置法不同的是，酸浸后直接过滤，将硫酸锂溶液分离出来，输送至锂盐产线，继续除杂萃取。

4. 总结

本文主要介绍了废旧三元电池的湿法回收工艺，目前，国内许多企业已经开始尝试废旧锂电池的回收工作，并取得了一定的成果。从整体来看，国内企业大多使用湿法冶金工艺，海外企业大多使用火法冶金工艺。下一篇文章将介绍废旧三元电池的火法回收工艺，并且对两条技术路径进行对比分析。

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