目前,锂离子电池的产量和应用逐步增多,废弃锂离子电池的处置已经成为一个日益迫切的问题。在众多处置的方案中,资源化回收有价值金属的方法是当前很具发展前途的方案：它不仅可以解决废弃离子电池所带来的一系列环境问题,而且通过对电池中有价金属进行回收并循环利用,可以有效地缓解资源的紧张。 本文在总结比较了处理废弃锂离子电池的各种方法基础上,提出了废弃锂离子电池的一整套回收方法包括放电、拆解、分离正极材料(钴酸锂涂层和铝箔)、浸出钴和钴盐结晶等步骤。该方法的主要特点是结晶钴盐,与萃取分离回收金属离子的方法相比,结晶方法具有流程简单、能耗低、污染少以及化学药品使用少等优点,是一种经济环保的绿色技术。 处理废弃锂离子电池正极材料时采用超声辅助分离技术,结合选取适当的有机溶剂,调整超声作用时间及超声作用后溶液静置的时间,使正极涂层从铝箔上完全脱离。此方法可以直接回收铝箔,而与铝箔分离的钴酸锂进入回收钴的下一步骤。当超声波作用时间不少于20min,超声作用后溶液静置时间不少于60min时,100mL的DMAc可以分离14.6g正极材料。使用过的有机溶剂可以通过蒸馏的方式回收再次用于正极材料与铝箔的分离,其回收率约为78％。 钴酸锂在硫酸和双氧水体系中浸出钴。通过正交实验分析了硫酸和双氧水的浓度、浸出时间、浸出温度、固-液比等因素对钴浸出率的影响。应用极差和方差方法分析正交实验结果,调整正交水平以使钴的浸出率达到最大化。找到了最佳的浸出条件：硫酸的浓度3mol/L,双氧水浓度2.4mol/L,反应时间为30min,固-液比60g/L。此时,钴的浸出率达到99.6％； 浸出液中硫酸钴的结晶分离回收,是基于模拟浸出液的结晶条件而进行的。模拟溶液中硫酸钴结晶的最佳条件为：生长温度30℃、过饱和系数1.4、结晶时间7h和硫酸钴晶种0.1g。在此条件下,加入搅拌对真实浸出液进行硫酸钴结晶,此时的结晶产物为三种钻的化合物,计算可知钴离子的回收率为88.25％。 最后,本文假设现阶段回收得到的结晶产物为纯净的硫酸钴,通过计算得到,1t废弃锂离子电池经回收利用后可得的总收益约为1.7万元。若回收废弃锂离子电池约2.7亿块(5700t),则销售收入至少达到9.6亿元,利润达到9600万元。