近日，中国科技大学苏州高等研究院环境材料研究团队的刘添特任副研究员与南昌航空大学罗旭彪教授团队合作在Environmental Science & Technology上发表题目为“Direct Electrochemical Leaching Method for High-Purity Lithium Recovery from Spent Lithium Batteries”的研究论文。

锂（Li）是电池中不可或缺的元素。随着动力电池装机容量的不断增长，我国锂资源产量已经无法满足需求。因此，从废旧锂离子电池中回收锂资源对新能源产业的持续发展和环境保护都具有重要意义。传统的锂回收方法如酸浸法和无氧热解法等化学法虽然具有较高的高浸出效率，但需要消耗酸试剂并且产生废酸、氯气和二氧化硫等有害物种。不仅如此，后续处理工序中还需要添加其他化学试剂以确保锂的选择性回收。针对上述挑战，本研究提出了一种从退役锂离子电池(Li0.8Ni0.6Co0.2Mn0.2O2)中直接选择性浸出锂的电化学方法。该方法无需添加任何化学药剂，在2.5 V电压下3小时内锂的浸出率接近100%，同时回收的Li2CO3纯度也接近100%。经过成本核算我们发现，回收每百克碳酸锂的收益可达到1.63美元，加之其环境友好的特性使得电化学阳极提锂应用潜力巨大。本工作还发现了退役锂离子电池在电化学氧化过程中锂浸出与镍氧化物的特异性结构之间的相关性：氧化镍组分在阳极电势下失去电子使镍价态变高，为锂离子的脱嵌提供了除阳极静电排斥以外的驱动力，而钴和锰的氧化物结构则保持不变。这一新发现为指导锂选择性回收技术的开发提供了重要的科学依据。

电化学阳极提锂的设计与技术优势图

论文链接：https://doi.org/10.1021/acs.est.3c00287

刘添特任副研究员与罗旭彪教授为本文的共同通讯作者，中国科学技术大学苏州高等研究院为本文的共同通讯单位。