全球LIBs市场的蓬勃发展必将带来相应原材料的枯竭和废旧LIBs的爆发式增长，因此，回收废旧LIBs对于维持电池供应链的完整和减少环境污染至关重要。昆明理工大学冶金与能源工程学院离子液体冶金创新团队开展了大量关于低共熔溶剂绿色可持续回收废旧
锂离子电池(LIBs)的研究工作，取得了一系列研究进展。
日前，昆明理工大学离子液体冶金创新团队汝娟坚副教授联合香港城市大学郭再萍院士与中南大学王接喜教授等人提出了一种无沉淀剂选择性回收有价金属的策略，实现了废旧LIBs
正极材料中Li的优先提取以及过渡金属Ni、Co、Mn的精准分离。相关成果以“Hydration Equilibrium-controlled Cation-Anion Coordination Competition for Precise Recovery of All Valuable Metals from Spent Lithium-ion Batteries”为题，发表在能源环境领域顶级期刊《Energy & Environmental Science》上，为废旧LIBs提供了一种可持续、高效、经济的回收方法，并为其他二次金属资源的回收利用提供了新思路。昆明理工大学为论文第一单位，冶金与能源工程学院汝娟坚副教授为论文通讯作者，博士研究生程明强为论文第一作者。该研究得到了云南省重大科技专项、云南省基础研究计划，以及昆明理工大学省部共建复杂
有色金属资源清洁利用国家重点实验室优秀青年科学研究项目的资助。
图片来源：昆明理工大学官网
由于过渡金属Ni、Co和Mn的化学性质相似，在回收过程中易出现共沉淀，导致过渡金属间的分离困难。整个回收过程繁琐，需多次萃取与反萃取，不仅耗时，还依赖昂贵溶剂，导致流程复杂、废液量大，带来经济与环境双重负担。此外，Li的回收通常是在过渡金属分离之后，通过“加入沉淀剂→蒸发→结晶”的冗长模式才能实现。因此，开发一种高效、流程短、精准回收有价金属的策略至关重要。针对Li在水溶液中难以形成锂盐沉淀等问题，研究团队基于离子型低共熔溶剂(DESs)结构的可调性，并根据Li盐的沉降特性筛选出了原料价廉易得、制备简单、结构性质可调的氯化胆碱-草酸-水(ChCl-OA-H2O)DESs为浸出剂，实现了Li的优先提取(ACS Sustain. Chem. Eng. 2025, 13, 1719-1728. ESI高被引论文)。通过研究H2O含量对DES中阴离子和金属离子竞争配位机制的影响，揭示了Li的优先析出和Co的精准分离机理(eScience， 2024, 4, 100275. IF=42.9)。针对现有废旧LIBs正极材料中过渡金属选择性分离困难，Li回收常在流程末端通过蒸发结晶才能回收等突出问题，研究团队通过考察不同金属草酸盐(NiC2O4∙2H2O、Li2C2O4、CoC2O4∙2H2O和MnC2O4∙2H2O)在ChCl-OA-H2O DES中的溶解度，开发了一种无沉淀剂精准回收Ni、Li、Co和Mn的技术。该技术选用ChCl-OA-H2O DESs为浸出剂，全程无需引入额外化学试剂，而仅通过精确控制温度和H2O含量来调节金属离子的配位环境，即可快速可逆地调节Ni、Li、Co和Mn的配位形式以从废旧NCM正极材料中精准回收所有有价金属，回收率>94.0%，产品纯度>97.0%。整个回收路线短、简单，不需要添加额外化学试剂，并且对不同类型废旧LIBs正极材料(NCM111、NCM523、NCM622、NCM811、LCO、LMO和LFP)都具有良好的普适性和工业应用前景。
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