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从废旧锂离子电池中可持续回收锂和钴：未来的最佳实践。综述
废旧锂离子电池 (LIB) 因其在各种能源相关应用中的广泛使用而变得越来越普遍。这些电池含有钴 (Co) 和锂 (Li) 等有价值的金属，这些金属需求量很大，但长期供应有限。为了回收这些有价值的金属并避免环境污染，人们广泛探索了使用不同方法回收废旧 LIB，包括湿法冶金、火法冶金、直接回收和生物湿法冶金 (生物浸出)。每种方法在成本效益和从废旧 LIB 中回收钴和锂方面都有优点和缺点。因此，为了开发出新颖实用的有效金属提取策略，有必要对最近关于从废旧 LIB 中提取钴和锂的不同回收方法的性能研究进行全面而批判性的分析。具体而言，本综述重点介绍了现有回收方法和新兴回收技术在可持续性、效率、成本效益和环境友好性方面在从废旧 LIB 中回收钴和锂方面的应用的最新进展。本评论还指出，LIB 设计的标准化、SLIB 拆卸的自动化以及回收过程中人工智能/机器学习的参与是从 SLIB 中可持续回收有价值金属和最大限度地减少 SLIB 污染的一些最佳实践。
锂离子电池迈向循环经济
如今，锂离子电池因其重量能量密度高、记忆效应低、支持大量充电/放电循环，被广泛应用于先进技术设备以及电动和混合动力汽车。因此，锂离子电池的生产和使用将在不久的将来持续增长，全球将关注其报废管理。不幸的是，废弃锂离子电池的处理仍处于开发阶段，回收工艺和技术还远未达到优化，目前回收是该市场实现社会、经济和环境可持续发展的唯一选择，能够最大限度地降低报废产品的毒性，创造经济收益，并实现对外国资源或关键材料的独立性。本文分析了目前锂离子电池回收的替代方案，特别关注电池固定和放电的可用程序、机械预处理和材料回收工艺（即火法和湿法冶金），并强调了这些处理在能源消耗、回收效率和安全问题方面的利弊。本文列出了目标金属（例如钴、镍和锂）并按优先顺序排列，概述了材料回收带来的经济优势。本文进行了深入的文献综述，分析了现有的工业流程，展示了研究项目和工业发展提出的正在进行的技术解决方案，并比较了最佳结果和未解决的问题和关键性。
锂离子电池回收中正极活性材料前体的共沉淀：实验与建模
由于未来需要管理的废旧电池数量巨大，回收锂离子电池 (LIB) 正成为一项当务之急。目前，将废旧 LIB 转化为再生产品的三种主要回收途径是火法冶金、湿法冶金或直接回收，而共沉淀法介于后两种途径之间：其关键单元操作是电池材料的浸出和阴极活性材料 (CAM) 再合成前体的共沉淀。由于浸出溶液对杂质的高度敏感性以及高质量 CAM 前体与溶解金属盐成分之间的紧密联系，对废旧 LIB 进行实验分析是找到最佳操作条件的关键步骤。为此，我们提出了一项实验活动来研究该过程中涉及的共沉淀和复杂化合物的形成。此外，我们还利用了严格模型在许多工业领域提供的支持，这也使化学工程和实验室分析受益。因此，在本研究中，我们还在 UniSim Design ® 上提出了一个严格的模拟模型，该模型带有热力学包 OLI ®，可以考虑所需的大多数不同的液固平衡。使用实验数据对模型进行验证，并对金属浓度、pH 值和螯合剂进行敏感性分析，以找到调节共沉淀结果的关键参数。目的是优化操作条件的选择，以限制通常昂贵且耗时的实验室测试和复杂分析的次数。