钴酸锂（LiCoO₂）是智能手机和笔记本电脑电池中使用最广泛的正极材料。据统计，随着便携式电子产品的迅速发展，每年产生的废旧锂离子电池（LIBs）超过10万吨。传统的电池回收工艺，包括火法和湿法，主要是从废锂正极中提取有价值的金属组分，这需要高温还原或酸碱化学品来破坏正极中的共价键，并将其转化为原子进行进一步提取。前者导致高能耗，后者产生大量废水，这不仅增加了成本，而且还破坏了环境。此外，传统的回收从废电池正极开始，最终以锂/钴盐结束，这是不可持续的。

近日，上海交通大学Zheng Liang，清华大学深圳国际研究生院周光敏报道了开发了一种以正极材料为中心的闭环回收方法，不需要高温煅烧和腐蚀剂，即可将废LiCoO₂转化为高性能LiCoO₂，其用于LIBs在4.5V下具有稳定的循环性能。这一策略不同于以往的闭环回收方法，先前的方法只针对提取金属元素和制备普通的LiCoO₂。

文章要点

1）在硫酸铵的辅助下，LiCoO₂的分解温度降至400 ℃以下。废LiCoO₂正极经低温煅烧后转化为可溶性组分，然后用水浸出，并加入廉价的碳酸钠进行分离。然后通过选择性蒸发将锂组分转化为Li₂CO₃，将钴组分提取为Co₃O₄，用于合成高电压LiCoO₂。

2）锂、钴的回收率均在90%以上，整个回收过程的潜在利润接近6.94 $/kg电池。

这项研究为LiCoO₂的可持续回收提供了一种新的闭环策略。

参考文献

Junxiong Wang , Zheng Liang , Yun Zhao , Jinzhi Sheng , Jun Ma , Kai Jia ,  Baohua Li , Guangmin Zhou , Hui-Ming Cheng , Direct Conversion of Degraded LiCoO₂ Cathode Materials into High-Performance LiCoO₂: A  Closed-Loop Green Recycling Strategy for Spent Lithium-Ion Batteries, Energy Storage Materials (2021)

DOI：10.1016/j.ensm.2021.12.013

https://doi.org/10.1016/j.ensm.2021.12.013