废旧锂离子电池电解液回收利用方法综述
胡发生张俊晓
河南华瑞高新材料有限公司河南省新乡市
摘要：在加强环境保护、提高资源利用率的背景下，加强废旧锂离子电池电解液的回收处理尤为重要。基于此，本文主要综述了废旧锂离子电池电解液的回收处理方法。
关键词：废旧锂离子电池；电解液；回收利用；处理方法
1. 废旧锂离子电池电解液回收利用的常见处理方法
1.高温处理工艺
高温焙烧法是利用金属冶金提取的原理回收废旧电池中的金属元素。目前动力电池中常见的金属元素有钴、镍、铜、锰等，通过高温焙烧可以收集这些元素，并能有效去除有机物，磷、氟、硅等元素以炉渣形式固定，通过炭热还原、湿法冶金等方法得到有价值的金属元素。有文献指出，废旧锂离子电池中的有价值金属可以通过高温焙烧工艺回收。即在高温下破坏电池外壳，回收其中的金属成分。在这个过程中，电解液中的有机物在燃烧后会以气体形式逸出，电解液中的磷、氟元素被沉淀物固定，大部分低沸点的氧化锂会以水蒸气形式逸出并被水吸收，完成回收。
该高温处理工艺可以在高温条件下分解去除有机电解液。工艺过程中产生的废气经除尘装置除去粉尘颗粒，采用两级循环吸收塔去除废气中的大部分含氟成分。再经过中温催化燃烧和高温燃烧使有机物充分挥发，最后回收余热送至碱吸收塔，除去剩余的少量HF。该过程中产生的废液收集到中和槽中，通过与中和碱溶液反应，磷和氟固化脱水，生成磷酸钙、氟化钙等无毒固体[1]。总之，高温处理工艺适用于大规模动力电池回收利用。但电解液在高温环境下会发生分解，丧失其本身的价值。 同时，由于高温处理过程中会产生大量需要处理的污染废气，导致该处理方法的成本较高。
(二) 室温干燥处理
（1）离心处理
该方法主要是利用离心原理，将电池内的电解液甩出壳体并与电池本体分离。有学者通过筛选电池、清洗、干燥、破壳并用高速离心机分离等方法获得电解液，发现高速离心可大大提高电解液的回收率。
（2）正/负压气体吹扫处理
这种处理方法是通过物理挤压电池来获得电解液成分。有学者专门设计了电池内部电解液真空抽取的装置，该装置主要利用真空药水通过防爆阀口将电池内的电解液抽出，再通过进液系统将清洗液注入电池内，开启真空系统抽取电池内部的液体，此操作重复多次，可除去电池内部大量的溶剂和电解液。另外，有学者发展了在负压空间内高温气体吹扫冷凝收集电解液的方法。该方法利用90~280℃气流将破碎的电池置于40~负压干燥空间内吹扫，吹扫气体经冷凝脱氟、脱水处理，可获得回收的溶剂[2]。
上述处理方法都是基于不破坏电解液成分的原则，实现了电解液的高效再利用，是一种可行的电解液资源化处理方法。但是也存在一定的问题，即无法完全去除电池内的电解液，在后续的处理过程中，残留在电池体内的电解液会对环境造成污染。
（三）湿法处理
（1）物理湿法处理
具体物理湿法处理方法有两种，即溶剂浸出法和超临界CO2萃取法。
溶剂浸出法是将破碎的电池浸入与电解液溶剂性质相似的溶剂中，使溶剂与电解液分离的过程。这种处理方法可以利用溶剂有效地将电池单元与碎片中的电解液分离，以便重新使用[3]。与常温干法相比，溶剂浸出法效率更高，可以通过蒸馏分离实现电解液的再利用。但这种处理方法唯一的缺点是投资成本高，这包括初期的设备投资和后续的运营成本。例如，蒸馏和干燥过程的能耗相对较大。
在超临界状态下CO2可以有效萃取电池粉碎物中的电解液，而CO2蒸发后CO2与电解液可以分离。与溶剂浸出处理法相比，该方法可以有效萃取电池中的电解液，不需要将浸出溶剂与电解液分离，但其主要缺点是超临界状态下CO2的极性较弱，与电解液的互溶效果有待进一步提高。
（2）化学湿法处理
化学湿法处理是利用化学反应处理电池中的电解液，从而回收利用废旧动力电池的过程。由于电极材料的化学性质相对稳定，这种处理方法不会对活性物质产生明显影响。相反，可以重点关注电解液中的电解质化学性质，选择合适的试剂，促使电解质顺利进行化学转化，消除其分解过程对环境的影响。目前，化学湿法处理具体有三种方法：（1）碱溶液吸收法；（2）水洗转化法；（3）化学转化回收法：
碱吸收是利用碱溶液对破碎后的废旧锂离子电池材料进行清洗，电解液中的活性成分遇水分解并被碱溶液吸收，不会对环境造成不良影响。
水洗转化是常用的化学湿法处理方法。有学者将电池电解液放入密闭容器中，利用真空蒸馏回收部分溶剂，再将KHSO4加入电解液中，高温煅烧，冷却，溶解，得到电解液组分。最后利用KF溶液结晶，完成LiF晶体的回收，达到氟、锂回收的目的。