摘要：

随着废弃锂离子电池（EOL LIBs）数量的增加，迫切需要新颖且安全的解决方案，以最小化健康和环境危害。可以说，解决EOL LIBs问题的最佳方法是回收和恢复电池单元中所含的金属。这一过程不仅能将废弃电池单元从环境中转移出去，还能回收可再用于新产品制造的贵金属，从而减少对采矿行业原材料的需求。然而，EOL LIBs回收过程的最大障碍是其不稳定的化学性质和与打开密封外壳相关的重大安全隐患。为减少这些问题，必须以有限的几种方法之一对废弃电池单元进行稳定化。本综述旨在全面展示EOL LIB电池放电和稳定化的化学方法。基于已有文献，讨论了该方法及其变体的优缺点。文献综述发现，许多作者在使用化学稳定化技术时未能充分理解相关风险。很多研究仅关注以最低成本和最快速度阻止电池产生电荷，而未考虑到提出的稳定化方法所带来的下游回收过程中的安全隐患。只有少数研究强调了与化学稳定化技术相关的风险和问题。

文章简介：

二次锂离子电池（LIBs）是可充电的电化学能量存储设备，因其相较于其他类型电池化学品具有高能量容量、长寿命、抗自放电和更高电压输出等优点而日益受到欢迎。作为证明，LIB市场的增长显著，从2000年的5亿个电池单元增长到2011年的45亿个电池单元，预计到2020年将有约250亿个电池单元成为废弃物。

表1展示了Velázquez-Martinez等人和Mossali等人报告的锂离子电池的通用组成。一个电池单元由阳极和阴极材料构成，二者之间用多孔材料隔开，并封闭在一个密封外壳中（图1）。外壳内充满电解质混合物，以便锂（Li）离子能够在电池的电极之间移动，从而实现电池的充电和放电。在充电过程中，Li⁺离子从阴极离开，移动到阳极，并作为锂金属嵌入到石墨分子之间。Li⁺离子在阳极上不稳定，随着电池放电，它们移动回阴极，从而产生电流。

锂离子电池单元的工作电压范围约为1.5至4.2伏特。在较低电压下，铜集流体会发生降解；而在较高电压下，锂会形成反应性树突。两种现象都可能对电池的安全运行产生不利影响。

表1. 锂离子电池结构组件和材料

 图 圆柱形锂离子电池（LIB）的结构以及每个组件中使用的构成元素示意图

文章结论：

对文献中使用化学稳定化技术对锂离子电池（LIBs）进行预处理的情况进行了综述。文献回顾特别关注电池的化学稳定化，以提高LIBs的储存、运输和处理的安全性。

研究发现，许多作者在使用化学稳定化技术时并未充分理解其相关风险。大多数人没有考虑到稳定化技术对下游回收过程的影响，而仅关注于以最低成本和最快速度阻止电池产生电荷。只有少数研究强调了与化学稳定化技术相关的风险和问题。这些问题包括电解液溶液腐蚀和泄漏到放电溶液中的风险、放电过程中产生有害气体，以及从放电溶液中移除后的电压反弹。不幸的是，由于这些风险在很大程度上未被使用该技术的用户所认识，因此在许多情况下，可能会忽视严重的环境影响。在电压反弹的情况下，化学稳定化技术的用户可能错误地认为电池在浸泡在盐溶液后已完全放电，因此可以安全储存，而没有火灾或爆炸的风险。避免电压反弹负面影响的一种方法是在稳定化后立即短路电池端子。

本研究的一个有趣观察是，尽管大多数文献集中于化学稳定化技术的使用，但只有少部分工业过程采用这些技术。许多工业过程使用原位化学稳定化技术，在盐溶液（或水）中粉碎电池，以防止火灾和爆炸。

文章信息：

A Review of the Use of Chemical Stabilisation Methods for Lithium-Ion Batteries

Mark D. Williams-Wynn, Marcin H. Durski