【论文链接】
https://doi.org/10.1016/j.jiec.2024.12.074
【作者单位】
中国矿业大学；科廷大学
【论文摘要】
随着锂离子电池在电子设备/器件领域的广泛应用，废旧锂离子电池的回收再利用已成为二次资源再利用的热门研究课题。与传统的冶金回收法相比，正极材料直接修复简化了回收流程，具有良好的应用前景。 预处理过程中正极材料和金属集流体（铝箔）的高效剥离是正极材料直接回收的关键环节。
本文分别综述了物理方法（机械分离、有机溶剂分离、离心分离、静电分离、水相分离）和化学方法（热处理、电解、酸碱处理、高级氧化、深共晶溶剂）从废旧锂离子电池中剥离正极材料和金属集流体的研究现状和优缺点，并展望了新兴剥离方法的应用前景，为废旧锂离子电池的高效、经济预处理提供重要参考。
【图文摘取】
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【主要结论】
随着正极材料直接回收修复技术的兴起，高效去除粘结剂PVDF是获得高纯度正极材料的关键。传统的分离方法虽然应用广泛且操作简单，但不可避免地会产生污染，往往达不到绿色环保的要求。虽然废旧锂离子电池的回收工艺已经相当成熟，但关于正极材料与金属集流体分离的综合综述却很少。本文总结了废旧锂离子电池中常用的物理化学方法和新型剥离方法，重点介绍了它们目前的优势、缺点和局限性。
物理分离方法包括机械分离、有机溶剂和其他物理分离技术。其中，机械分离技术相对于有机溶剂和其他物理分离技术具有可操作性更强、处理量更大的优势。虽然机械分离已成为废旧锂离子电池回收的常用方法，但分离过程中会产生粉尘、噪音，并导致电极材料的损失。有机溶剂法是一种基于相似相溶原理溶解和剥离正极材料PVDF的方法，可以更好地提高正极材料的剥离效率。有机溶剂可以重复使用，但成本高，阻碍了其大规模应用。而且有机溶剂有时不能完全溶解粘结剂PVDF，对后续的回收工作不利。其他物理分离技术（离心分离、静电分离）也能很好地分离金属集流体和正极材料。
化学分离方法包括热处理、电解处理、酸碱处理、高级氧化工艺和深共晶溶剂技术。热处理通常采用高温煅烧、热法和熔盐法处理电极材料，操作简单，可以有效地将正极材料与金属集流体分离，但热处理过程中会产生有害气体，能耗较高。电解处理和高级氧化工艺均能有效地剥离正极材料，电解处理可避免使用危险化学品，减少环境污染，但电解处理和高级氧化工艺成本较高，限制了其大规模工业应用。酸碱处理操作简单，分离效率高，但其分离过程中消耗大量的酸碱，分离后的废水需要处理，PVDF有时不能完全去除，不利于后续的回收工作。深共晶溶剂可以有效地分离正极材料，试剂可回收利用，不需要额外添加还原剂，有效降低了成本。传统绿色高效深共晶溶剂的开发需要耗费大量的成本、时间和精力。 在此条件下，进一步发展的条件生成对抗网络机器学习模型可以高效地开发有效的深共晶溶剂，这将更有利于深共晶溶剂技术在正极材料分离中的应用。
新型分离方法包括低温等离子体、微波热解和超临界流体萃取技术等，能够以相对较低的能耗绿色高效地分离正极材料和金属集流体。
总而言之，虽然物理和化学分离方法都可以有效地分离正极材料和金属集流体，但在工业应用中仍存在成本高、导致环境污染等缺点需要克服。基于“绿色环保”和“循环经济”原则的新型分离技术研究正在兴起，但这些新方法技术复杂、成本高昂。因此，跨学科合作攻克技术难题并实现环境和经济效益是需要攻克的关键挑战。
