锂电池由于具备能量密度大、工作温度宽、循环寿命长等特性,已形成具有吸引力的储能技术,并在市场中呈现膨胀式的发展趋势。但是,由于锂电池使用寿命一般为3-5年,调查发现大量的锂电池在退役后如不进行合理处置,则其中所含有的重金属和化学有害成分将会导致不可逆转的环境危害,同时也损失了其蕴藏的丰富战略金属资源,所以,退役锂电池中的有价金属元素回收及再利用有着环保与能源节省的双重意图。锂在自然界中稀缺,且对锂电池而言是必不可少的战略金属,本文在综合湿法、火法冶金的双重优势条件下,研究提供了一种从退役锂电池正极材料中选择性回收锂的简便、环保新方法。主要的研究内容包括:（1）以退役三元锂电池正极材料为研究对象,通过热力学、XRD物相分析技术,明确了焙烧添加剂为焦硫酸钾（K2S2O7）的低温焙烧-草酸钾溶液浸出工艺、中温焙烧-纯水浸出的回收路线。三元正极材料经低温焙烧-草酸钾溶液浸出处置,最佳条件下有价金属锂、镍、钴和锰的浸出率分别为97.21%、2.61%、3.1%、10.8%,运用分析技术系统表征发现,通过K2S2O7低温焙烧处理三元正极材料后其中的锂、镍、钴、锰被分解,基于草酸盐水溶液中金属溶解度差异,使用草酸钾溶液浸出焙烧产物,其中锂元素可充分溶解于溶液中,而绝大部分的镍、钴、锰元素则存在于浸出渣中。通过中温焙烧-纯水浸出处理三元正极材料,最佳条件下锂、镍、钴、锰浸出率分别为98.97%、0.27%、0.95%、2.24%,表征分析发现,三元正极材料与焦硫酸钾中温焙烧后焙烧产物主要由Co3O4、Ni O、Mn O2和水溶性Li KSO4组成,水浸处理后,实现了锂元素的选择性提取。（2）以退役钴酸锂正极材料为研究对象,分析发现只有中温焦硫酸钾焙烧-纯水浸出技术路线可实现锂选择性提取。研究发现在最佳条件下焙烧产物由Co3O4和水溶性KLi SO4组成,水浸处理后,锂浸出率98.51%,钴浸出率0.13%。联合运用XRD、XPS、SEM-EDS等表征技术,确定焦硫酸钾焙烧反应过程分为三个阶段:1)焦硫酸钾分解为SO3和K2SO4;2)SO3与Li Co O2先全部反应生成Li2SO4、Co SO4,接着Co SO4进一步与Li Co O2反应生成Co O（II）和Li2SO4;3)Co O（II）与体系中O2反应生成Co3O4（II,III）,Li2SO4和K2SO4反应生成KLi SO4。通过控制K2S2O7的加入量,焦硫酸钾中S元素全部转化为固相产物,无废气生成。此外,通过降低Li2CO3的结晶速率,向80℃锂富集液中缓慢加入饱和的K2CO3溶液,提高浸出Li2CO3的产品纯度,同时,基于Li2CO3水中溶解度与温度成反比,将析出的Li2CO3用沸腾的超纯水清洗,去除残留的K+,最终得到纯度为99.65%的Li2CO3产品。（3）研究结果发现中温焙烧-纯水浸出技术路线适用于退役锂电池Li Co O2、Li Ni0.5Co0.2Mn0.3O2和Li Mn2O4正极材料中锂的选择性浸出,证明了该方法的广泛适应性。对比分析退役三元和锰酸锂正极材料中Mn元素浸出效果发现,最佳反应条件锰酸锂正极材料中的Mn的浸出率可低至0.08%,而三元正极材料中的Mn的浸出率可为2.24%,主要是由于多种元素复杂共存,三元正极材料焦硫酸钾焙烧时少量Mn元素未全部转化为Mn O2,焙烧后产物中残存少量Mn SO4。