國網合肥供電公司的研究人員崔保艷、許建中，在2015年第11期《電氣技術》雜志上撰文指出，隨著電動汽車開發(fā)及使用的日益普遍，其內部鋰電池的使用也日益增多，而鋰電池經過近上千次充放電循環(huán)后，其內部工作離子就會喪失活性。鋰離子使用范圍的日益廣泛勢必會帶來大量的廢舊電池，若隨意丟棄不但對環(huán)境造成威脅，也是對資源的一種浪費。

因此對廢舊鋰電池進行回收利用具有十分重大的意義。同時隨著目前我國微電網技術的迅速發(fā)展，對廢舊鋰電池進行重新檢測組裝用于微電網的功率平滑會極大提高鋰離子電池的利用率。因此本文對鋰電池發(fā)現概況和主要回收工藝進行了綜合分析與探討，并以此指出了未來鋰電池回收發(fā)展的趨勢。

一、前言

大部分電池內部都由許多重金屬以及含酸、堿性的電解質溶液等化學成分組成，一旦使用完后被人們任意丟棄，其內部滲出的化學物質會對土壤和河流造成極其嚴重的污染，對人類的生活環(huán)境帶來威脅。而對廢舊電池進行回收利用處置，不僅排除了污染的安全隱患，也能實現對電池資源的回收再利用。

同時隨著目前我國微電網技術的迅速發(fā)展，通過對廢舊鋰電池進行重新檢測組裝來進行微電網的功率平滑，也會極大提高鋰離子電池的利用率。

目前市場上流通的鋰離子電池大多由電池帽、電池殼、正極、負極、電解質和電池隔膜等幾大部分構成。其中鋰電池的正極構成多為88%左右的LiCoO2（也有LiNiO2、LiVO2及LiMn2O4等）、8%左右的乙炔黑導電劑和4%左右的PVDF粘結劑，而其負極材料多為石墨化碳和導電劑，兩者間通過膠粘劑附著在銅箔上，構成部分同正極相似[1]。

此外，隨著研發(fā)人員對鋰電池兩極構成材料研究的不斷深入，往往在電池正負極的生產過程中加入少量的鎳離子，形成帶有鎳離子的混合氧化物材料。

一般鋰電池的使用壽命都在三年以內，超出使用年限或人們更換了電子設備后，就會出現大量的廢舊鋰電池。盡管相對其他種類的電池來講，鋰電池對環(huán)境的污染相對較弱，但鋰電池本身依然含有一定毒性的電解質溶液，隨意丟棄在環(huán)境中，也會對人類賴以生存的土壤和水體造成破壞，并有可能通過食物鏈進入人的體內。

在我國，目前單在生產加工鋰電池的過程中就會產生上萬噸的化學廢料，此外還有大量被隨意丟棄的鋰電池，形勢十分嚴峻。同時資源浪費情況也十分嚴峻，一只常見的40g手機鋰電池內部擁有鈷離子含量為6g左右，若每年我國廢棄1億只鋰離子，其中浪費的鈷元素就高600噸左右[2]。

二、廢舊鋰電池處理技術現狀

通過對廢舊鋰離子電池的回收利用研究可以發(fā)現，對其回收的方式多集中在對電池中正極活性物質的回收利用?？偨Y來講，根據回收的主要關鍵技術和原理不同，可以將廢舊鋰電池回收處理技術分成物理法、化學法和機械法這三種處理方法。

1. 物理法處理

物理法處理中最常見的方法為火燒法，即采用高溫焚燒的方式分離鋰電池的組成材料，分解和去除鋰電池中存在的有機粘結劑，同時氧化、還原并分解鋰電池中的鈷、鋁，和乙炔黑等金屬離子和其他化合成分，當這些有用離子以蒸汽的形式進行揮發(fā)后，再使用冷凝等方式對其進行收集整理。

廢舊鋰電池的物理回收處理法最大的優(yōu)點為處理速度快、回收效果好，對電池組成成分的要求較低，適用于處理構成較為復雜的電池，但物理法對設備的要求較高，并由于其過程中需要采用凈化回收設備等因素，造成鋰電池物理回收處理法的處理成本較高。

2. 化學法處理

鋰電池回收的化學法處理過程，通常是先采用氫氧化鈉、硫酸、雙氧水等化學溶劑溶解出鋰電池正極含有的各種金屬離子，之后再采取沉淀、萃取和鹽析等化學方法來析出和凝練鈷、鋰等可二次利用的金屬離子元素。而電極材料浸出液中金屬離子的化學萃取，通常都屬于陽離子交換反應，在這種陽離子交換反應的環(huán)境下，萃取液多采用弱酸性有機酸溶液。其他一些化學解析方式除了化學萃取技術外，還可以采用改變浸出液pH值大小的方式對金屬離子進行選擇性沉淀，這樣可以有效避免在鋰電子化學法回收處理過程中引入有機溶劑。

3. 機械法處理

對鋰電池進行機械法處理，就是對鋰電池進行機械破碎浮選。與物理法處理過程相似，采用機械法進行鋰電池回收時，最初會對鋰電池進行整體破壞和挑選，初步獲取鋰電池的電極材料粉末，之后會對電極材料粉末進行相關熱處理，以便去除電池上的有機粘結劑，最后通過采用浮選分離的方式對電池中的金屬離子進行回收利用。機械法處理原理簡單，操作便捷，但其成本較高，易造成鋰電池鈷離子的流失，增加了鋁箔的回收難度。

三、鋰電池回收利用技術的發(fā)展趨勢

隨著科技的不斷進步，電池的發(fā)展日新月異，而鋰離子電池也憑借其工作電壓高、體積小、低污低、循環(huán)壽命長等特點，已成為電動汽車等高新產品必不可少的電源設備。當然，隨著鋰電池應用范圍的不斷增加，廢舊鋰電池的數量也越來越多。

一般來說，廢棄鋰電池中都會含有鈷、鋰、鎳、銅、鋁和鐵等金屬元素，其中鈷離子的質量分數可以高達15%左右，是伴生鈷礦含量850倍，遠遠超出我國鈷礦山的產出。與此同時，在鋰電池的結構中作為正極集流體的鋁箔和負極集流體的銅箔也具有很高的回收利用價值。

因此，對鋰離子電池中的有價金屬進行回收研究，對降低廢棄電池造成的環(huán)境危害、緩解金屬離子資源匱乏等問題，具有重大的現實和經濟意義。同時微電網以其獨特的用電模式，已引起各個國家的極大重視，而對廢舊鋰電池進行重新檢測組裝用于微電網的功率平滑會極大提高微電網工作效率和鋰離子電池的利用率，因此對鋰電池及回收處理進行研究具有很大的必要性。

同其他領域鋰電池的回收技術發(fā)展一樣，目前對微電網功率平滑的廢舊鋰電池重新檢測組裝研究也大多集中在對正極材料中含有的金屬離子進行回收利用，而對其負極材料、隔膜和電解液等物質的回收研究還相對缺乏。尤其鋰電池的電解液危害性較大，是造成環(huán)境污染的最大因素，因此對鋰電池電解液的回收處理研究應作為微電網中未來鋰電池回收研究的一個側重方向。

長期以來，包括微電網領域在內的我國各業(yè)都未對廢棄的鋰電池采取足夠的重視并進行相應高效的回收處理，因此建立完善有效的回收網絡和體系，是促使我國在微電網中進行廢舊鋰電池回收處理的一個重要保障。

結語

作為傳統大型電網的有效補充，目前微電網技術已引起各方關注，而對我國而言，積極發(fā)展微電網業(yè)務可以有效加強供電的可靠性、促進可再生能源的利用。當然作為這樣一個小而全的發(fā)供用電系統，鋰電池在微電網中的應用還存在著大量的技術問題，例如鋰電池的優(yōu)化配置、鋰電池的負荷及鋰電池的回收再利用等。

因此，下一步我國應進一步加大對微電網，以及微電網中鋰電池的應用技術和回收利用效率，使微電網技術能夠降低自身帶來的資源浪費、環(huán)境威脅等負面影響，真正快速應對目前的電力需求。