随着各式移动电子设备的迅速发展,我国已经成为了锂离子电池消费大国,锂离子电池累计已经超过了170亿个,其中绝大部分是以钴酸锂作为正极材料的锂离子电池。为进一步解决我国钴资源紧张问题,钴酸锂正极材料的回收利用成为当务之急。本文提出利用新型氯化胆碱基低共熔溶剂从废旧钴酸锂正极材料中回收钴,再以此为原料再生制备成为正极材料钴酸锂,主要研究内容如下:首先,研究了钴酸锂在氯化胆碱-丙三醇低共熔中的浸出过程。最优的浸出实验条件为:反应温度为200℃,反应时间为8 h,钴的浸出率可以达到97%。利用循环伏安曲线、傅里叶红外光谱和紫外-可见光谱等表征手段对反应过程中样品进行分析。循环伏安曲线结果分析表明,钴的溶解是由Co（III）向Co（II）转化完成的;傅里叶红外光谱结果分析表明,在浸出过程中丙三醇的醇羟基被氧化为羧基;紫外-可见光谱分析表明,氯化胆碱中的Cl-也起到了与钴配合的作用。以上三方面因素共同决定该溶剂对钴酸锂中钴浸出效果的影响。其次,研究了钴酸锂在氯化胆碱-乙二醇低共熔溶剂中的浸出过程,最优的浸出实验条件为:反应温度为200℃,反应时间为26 h,钴的浸出率可以达到97%。为进一步缩短浸出时间,尝试选择了乙二醇和苯甲酸作为二元氢键供体对钴酸锂进行浸出,设计了氯化胆碱-乙二醇-苯甲酸三元低共熔溶剂。最优浸出实验条件为:氯化胆碱:乙二醇:苯甲酸摩尔比为1:1.9:0.1,反应温度为200℃,反应时间为2h,此时钴的浸出率可达97.25%。采用Na2CO3溶液对浸出液钴离子进行沉淀,并将沉淀物经煅烧处理,得到了颗粒状Co3O4,产率为69%。最后,利用回收所得的Co3O4为原料,通过富锂焙烧法制备钴酸锂正极材料。通过恒流充放电测试、交流阻抗测试、恒电流滴定测试对再生正极材料制备电池进行电池性能测试。结果表明此电池在1C倍率下的比容量为130 mAh/g,容量保持率为98.96%,交流阻抗为55Ω,可作为低端锂电池正极材料使用。