近日，常州大学罗鲲教授课题组在Chemical Engineering Journal上发表题为“Green

recycling and regeneration of LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2 from spent lithium-ion batteries assisted by sodium sulfate electrolysis”的研究论文。论文展示了一种绿色闭环的废旧锂离子电池正极材料回收策略，利用电解技术与正极材料回收技术相结合的方法，有效实现了电池回收过程中污水零排放的目的。通过电解硫酸钠溶液获得硫酸和氢氧化钠浸出剂，Al、Ni、Co、Mn和Li的浸出效率都在99%以上。利用回收来的有价金属采用高温固相法直接合成阴极材料，再生的阴极材料具有与商用阴极材料相当的电化学性能。最后，使用电解获得的氢氧化钠溶液中和酸性溶液，生成的硫酸钠溶液可用于循环电解，形成废旧LIBs的闭环回收，具有短流程、反应条件温和、无固、液废弃物排放等特点，展现出较大的经济价值和应用前景。

【本文要点】

(1) 提出了一种基于Na2SO4电解的锂离子电池绿色回收方法，该方法从电解硫酸钠溶液中制备酸碱浸出剂，与传统的浸出剂相比，具有浓度低、可操作性强、可循环利用等优点。在最佳条件下，Ni、Co、Mn、Li的浸出率均达到99%以上。铝元素以氢氧化铝沉淀法回收，纯度超过99%。此外，硫酸钠溶液电解过程中产生的高纯氧和氢具有较高的附加值。

(2) 以回收的Ni、Co、Mn和Li为原料，采用碳酸盐沉淀法制备了Ni0.5Co0.2Mn0.3CO3前驱体和Li2CO3颗粒，进而采用高温固相法合成了高纯度的再生LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2。再生的LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2在第一次循环中具有高的放电比容量167.041 mAh g-1，倍率性能稳定，循环性能良好，可与商用LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2正极材料相媲美。

(3) 用电解生成的NaOH中和酸性浸出液，生成可供电解使用的Na2SO4溶液，实现了该过程的闭环循环和污水零排放。最后，经初步计算，回收废旧锂离子电池三元正极材料每吨可获得6992美元的经济效益。

【文章链接】

“Green recycling and regeneration of LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2

from spent lithium-ion batteries assisted by sodium sulfate electrolysis”,

Chemical Engineering Journal (2022).

doi: https://doi.org/10.1016/j.cej.2022.135880