王仁祺

(北京工业大学循环经济研究院，北京 100124)

锂离子电池自1991年产业化生产以来，凭借能量密度高、循环寿命长、自放电小、输出电压高等优点得到了迅速发展[1]，己广泛地应用于移动电话、照相机、液晶电视机、笔记本电脑、空间技术等领域。随着锂离子电池在我们日常生活中应用的日益普及，我国不仅成为锂离子电池消费大国，同时也迅速成为废旧锂离子电池产生大国。如何使废旧锂离子电池资源化，特别是使稀缺金属钴等材料高效回收再利用已成为当前研究的热点工作。

1 锂离子外壳及内部电芯组成

电池外壳：由不锈钢、镀镍钢和铝等组成。

电池的内部：由正极、电解液、隔膜、负极组成。正负极组成详见表1[2]。

常用的正极材料有 LiCoO2、LiNiO2、LiFePO4和 LiMn2O4等，其中LiCoO2是正极材料应用最多的，而LiFePO4的应用前景最为广阔。负极活性物质多为嵌有金属Li的石墨、硬碳、软碳[3]。电解质溶液中的溶质常采用锂盐，如六氟磷酸锂(LiPF6)等，溶剂常采用有机溶剂，如乙醚等。为了获得性能优良、价格低廉的正极材料，一方面是对现有正极材料进行掺杂改性处理，如 LiCo1－xNixO2、Li1+xMn2O4、LiMyMn2－yO4等，另一方面寻找新的正极材料[4]。目前，在对正负极材料的改性领域，日本、美国已取得了突破性成就，拓宽了正负极材料的种类并使其功能优化。

表1 正负极组成物质及其所占比例

2 废旧锂离子电池回收的必要性

2.1 锂离子电池中的金属材料含量

以常见的重约40 g的手机电池为例，可看出锂离子电池中金属材料的含量[2](如表2所示)。

钴、锂等作为生产锂离子电池的原材料，在自然界中蕴藏很少。……