本文属于类型b，即一篇综述性科学论文。以下是对该文档的学术报告。

本文题为《Recent progress in removal and recovery of PVDF from spent lithium-ion batteries》（废旧锂离子电池中PVDF去除与回收的最新进展），由Anping Li、Zhaonan Sun、Chunru Lv和Zhongtian Fu共同撰写。其中，第一作者Anping Li和通讯作者Zhongtian Fu来自东北大学资源与土木工程学院，Zhaonan Sun来自营口理工学院辽宁省化学添加剂合成与分离重点实验室。该综述发表于*Separation and Purification Technology*期刊，于2025年9月16日在线发表，收录于该期刊2026年第380卷，文章编号为135193。

本文系统梳理了废旧锂离子电池中聚偏氟乙烯（PVDF）粘结剂的去除与回收方法。PVDF作为目前锂离子电池中使用最广泛的粘结剂，其稳定的物理化学性质既扩展了应用规模，也阻碍了有价金属和铝箔的回收。同时，PVDF属于全氟和多氟烷基物质（PFASs），对人类健康和环境具有显著危害。因此，该综述旨在从去除原理、技术优缺点、环境与经济性等角度，为研究者提供PVDF去除与回收方法的系统参考。

论文主体部分围绕PVDF的去除机制与方法展开，共介绍了五类主要技术路线，分别为物理方法、溶剂溶解法、热处理法、芬顿氧化法和流体萃取法。

第一类为物理方法，主要包括低温研磨和高强度超声处理。低温研磨利用约235 K的低温使PVDF从弹性态转变为玻璃态，降低聚合物分子的粘附力。Wang等人在77 K的液氮环境中对PVDF进行预处理，由于电极材料各组分冷缩率不同，粘结剂与电极材料之间产生裂纹和分层，从而促进PVDF的去除。该方法环保但去除效率低于90%。高强度超声处理则利用液体中的空化效应破坏阴极活性材料与集流体之间的结合。Lei等人发现，在超声功率强度为120 W/cm²、超声探头与样品距离为2.5 mm的条件下，阴极材料进入高功率超声区域后0.5秒内即可破坏活性材料与集流体的粘附。Zhu等人进一步在25 kHz、998–1002 W、200 rpm条件下搅拌12小时，PVDF去除率超过82.0 wt%。该方法无需化学试剂，但去除能力有限，难以工业化。

第二类为溶剂溶解法，其原理基于“相似相溶”，通过有机溶剂溶解PVDF或通过无机碱性溶液促进PVDF分解。传统有机溶剂中，N-甲基吡咯烷酮（NMP）应用最广，可在室温下溶解高分子量PVDF且不破坏其分子结构，但NMP具有高毒性，2022年美国环保署（EPA）已将其列为对人体健康有不可逆危害的高毒物质。二甲基亚砜（DMSO）极性更强、反应温度较低，可作为NMP的替代溶剂。离子液体（ILs）具有低可燃性和良好热稳定性，但处理1 kg废旧锂电池成本高达402.30美元，且合成步骤复杂。低共熔溶剂（DESs）由氢键受体和氢键供体通过分子间氢键缔合形成，具有低毒、可生物降解和低成本（处理1 kg废旧锂电池成本6.80美元）的优势。Wang等人合成的氯化胆碱-甘油DES在190 °C下反应15分钟即可去除PVDF，其机理为氢氧根攻击PVDF结构单元中的氢原子，导致氟原子脱离并形成不饱和双键，最终氧化分解。近年来，绿色溶剂受到更多关注。Rhodiasolv PolarClean可在60 °C下搅拌2小时有效提取PVDF；甲醇-柠檬酸（MeOH-CA）体系仅需45 °C反应15分钟，处理1 kg废旧锂电池成本仅4.21美元，利润达6.29美元；二甲基异山梨醇（DMI）的溶解度参数与NMP相近，可在150 °C下5小时内完全去除PVDF，但反应时间较长且不可生物降解。此外，乙二醇（EG）和甘油三乙酸酯（GTA）通过竞争抑制机制去除PVDF，即溶剂分子与铝箔表面的氧化铝层形成强氢键，竞争性取代PVDF与氧化铝之间的氢键，从而使粘结剂分离。GTA溶剂法可在100 °C下实现PVDF的溶解与分离，且溶剂可回收，形成闭环回收流程，被认为是去除阴极表面粘结剂最有前景的溶剂方法。

第三类为热处理法。PVDF熔点为172 °C，通常在400–600 °C下进行热处理，500 °C时可完全分解。焦耳热熔化法通过高压脉冲放电使PVDF熔化并失去粘附性，Tokoro等人在25 kV、19.0 kA条件下实现PVDF分离，且99%的阴极颗粒保持原有化学组成和形态，但所需工作电压高且产生废水。Li等人将充电电压降至3.0 kV，显著降低了能耗和废气产生。高温煅烧法是最广泛应用的方法，但会产生有毒含氟气体。添加CaO或CaCO3可原位吸收氟化氢（HF），其中CaO作为储热介质、脱氟试剂和氟吸收试剂，可在300 °C下实现PVDF原位分解，去除效率接近100%，且处理1 kg废旧锂电池可节省约0.5美元。非热等离子体（NTP）法在约80 °C、300 W放电功率、2000 s放电时间下即可使PVDF长链断裂，阴极材料分离率达95.69%，且不损伤磷酸铁锂晶体结构。熔盐法包括锂盐熔盐体系和低温熔盐体系，LiOAc-LiNO3共晶体系在300 °C下阴极材料剥离效率达98.5%，AlCl3-NaCl低温熔盐在160 °C下反应20分钟即可显著降低氟含量，熔盐成本仅0.67美元/kg废旧锂电池。微波焙烧法升温速率约为3.5 K/s，比传统热解快约20倍，CaCl2辅助微波加热在723 K下30分钟即可完全分解PVDF。

第四类为芬顿氧化法。Chen等人以芬顿试剂为溶剂、超声为辅助，在Fe²⁺浓度为1.0 mM、超声功率100 W条件下实现PVDF的有效降解。其机理为Fe²⁺与过氧化氢反应产生强氧化性的羟基自由基（·OH），直接氧化降解PVDF；超声产生的空化气泡破裂时产生超过5000 K的微观温度和超过100 MPa的微观压力，促使PVDF从阴极材料上剥离。

第五类为流体萃取法。超临界二氧化碳（SC CO2）流体具有低粘度、高扩散性和易溶解有机物的特点。Fu等人在70 °C、80 bar条件下处理13分钟，PVDF溶解去除率达98.5%。亚临界甲醇萃取法在200 °C下反应10分钟，PVDF去除率为78.74 wt%。上述方法高效且无污染，但设备复杂、高临界点和腐蚀性限制了其大规模应用。

在PVDF回收方面，目前研究较少。传统溶剂法中，Sarkar等人使用NMP和四氢呋喃混合溶剂在90 °C回流1.5小时回收PVDF，回收后的PVDF结构与原始PVDF基本一致，但NMP杂质难以完全去除。绿色溶剂法中，Cattaneo等人使用Rhodiasolv PolarClean和Cyrene回收PVDF，平均回收率可达75%；Jiang等人使用丙酮在100–150 °C下溶解PVDF并旋转蒸发回收，回收率很高；Elmaataouy等人使用GTA溶剂分层工艺结合热致相分离实现PVDF/CB和溶剂的闭环回收。流体萃取法中，Fu等人通过超临界二氧化碳萃取回收的PVDF纯度达99 wt%，且形貌虽由致密变为疏松，但化学性质未变化；Chen等人通过亚临界甲醇萃取回收的PVDF在玻璃化转变温度、熔点和化学组成上与新PVDF相似，可重新用作粘结剂。

最后，论文从环境与经济角度进行了分析。物理方法成本低但去除能力有限；溶剂法中GTA溶剂去除PVDF被认为是阴极表面最有前景的方法，因其无毒、闭环回收且保持材料性能；超临界二氧化碳萃取被认为是PVDF回收最有前景的方法，回收率高且CO2可直接回用，但设备复杂和工业化难度仍是瓶颈。此外，韩国Sungeel Hitech公司已建立PVDF回收生产线，回收纯度超过99.9%，且回收PVDF的粘结性能与新材料相同，证明了PVDF回收的经济可行性。

本文的学术价值在于系统梳理了废旧锂离子电池中PVDF去除与回收的各类方法，从反应原理、技术优缺点、环境友好性和经济成本等多维度进行比较分析，指出GTA溶剂去除和超临界二氧化碳萃取回收是当前最具发展前景的技术路线。同时，文章还提出未来研究方向，包括PVDF粘结剂的重新设计、探索可降解PVDF的微生物以及推动绿色回收技术的工业化应用。