CO2介导的碳热还原耦合CO2饱和浸出技术：废旧锂离子电池中锂的选择性回收新策略

为解决废旧锂离子电池（LIBs）回收中锂（Li）选择性差、挥发损失严重的问题，研究人员创新性地提出CO2介导的碳热还原与CO2饱和浸出联用技术。通过精确调控CO2气氛（800?°C）将Li2O转化为稳定的Li2CO3，结合低温（30?°C）浸出，实现Li回收率99.8%、Li2CO3纯度99.9%。该研究为绿色高效电池回收提供了新范式。

　　

随着全球新能源产业爆发式增长，锂离子电池（LIBs）退役量预计2030年将超1100万吨，蕴含战略金属资源价值超千亿元。然而，传统火法-湿法联合回收面临锂选择性差、高温挥发（如Li₂O）等瓶颈，酸性浸出体系更存在多金属竞争沉淀、二次污染等问题。针对这一挑战，云南省某研究团队在《Separation and Purification Technology》发表研究，通过CO₂调控的碳热还原-浸出协同工艺，实现了锂的高效靶向回收。

研究采用热重分析、X射线衍射（XRD）和热力学模拟（HSC9）等技术，以废旧NCM（镍钴锰酸锂）正极和石墨为原料，在Ar/CO₂气氛中分阶段探究锂迁移规律。关键发现包括：

锂在碳热还原过程中的迁移与转化
在800?°C的CO₂调控下，锂通过"Li₂O-Li₂CO₃"双相动态平衡机制稳定存在，抑制了传统工艺中Li₂O挥发或形成难溶硅/铝酸盐（Li_xSiO_y/Li_xAlO_y）的路径。热力学计算证实，CO₂分压>0.2?atm时Li₂CO₃成为优势相。

CO₂饱和浸出选择性机制
30?°C下CO₂饱和水溶液将Li₂CO₃转化为可溶性LiHCO₃，而过渡金属（Ni、Co、MnO）保持固态，实现无酸条件下的精准分离。浸出液经蒸发即可获得电池级Li₂CO₃。

该研究不仅阐明了CO₂-Li₂O气固平衡机制，更构建了"碳热还原-气相调控-绿色浸出"的全新技术路线。相比传统工艺，锂回收率从93%提升至99.8%，且完全规避了强酸/氧化剂使用。Guochen Hu和Wen Luo等作者强调，该技术为动力电池回收产业提供了兼具环境友好性与经济可行性的解决方案，对实现"双碳"目标下的资源循环具有重要实践意义。