近年来，在低碳环保的时代背景下，我国新能源汽车产业迅猛发展，与此同时废旧动力电池数量呈井喷式上涨。废旧三元动力电池回收预处理阶段包含电芯放电、破碎、热处理、分选等步骤，以获得回收价值最高的正极活性材料，但在热解预处理过程仍存在正极材料矿相难解构、隔膜等有机物未有效处置、分选流程长等问题。本论文提出全组分热解工艺，利用电池内部原有组分（隔膜、粘结剂、石墨）对正极粉的还原作用，无需添加剂，原位实现有机物有效处置与正极材料矿相解构，可有效缩短破碎分选步骤，后续浸出工艺中无需添加还原剂，最终形成了废旧动力锂电池全组分热解-无还原剂温和浸出的回收技术路线。论文开展了废旧三元电池热解工艺优化与机理研究，进行了全组分热解动力学研究，然后将全组分热解方法推广至废旧锰酸锂动力电池的回收，主要研究内容和结论如下：（1）开展了废旧三元锂离子电池全组分热解工艺与机理研究。采用全组分热解-无还原剂酸浸技术路线，回收废旧三元锂离子电池，全组分热解优化条件为：温度450 °C，时间60 min，氮气流量100 mL/min，锂、镍、钴、锰的浸出率均大于99.5%。确定了有机物热解机理与正极粉矿相转化规律，通过实验设计与热力学计算验证了粘结剂、隔膜、负极石墨等组分对正极粉的还原作用，当温度大于450 °C时，隔膜和粘结剂分解产生大量还原性气体（氢气、甲烷、丙烯等），通过气固反应还原正极粉，负极石墨则通过固固反应协同解构正极粉矿相，转化为镍钴锰的低价氧化物和碳酸锂。在全组分热解过程中，耦合实现了有机物分解与正极粉矿相解构。（2）开展了废旧三元锂离子电池全组分热解动力学研究。根据全组分热解TG/DTG曲线中的主要失重区域，将全组分热解划分为四个主要阶段：第Ⅰ阶段主要为电解液的挥发过程，第Ⅱ阶段主要为有机物分解与正极粉的初步还原，第Ⅲ阶段主要为镍钴的深度还原，第Ⅳ阶段为氧化锰的深度还原。采用分阶段的等转化率法来研究废旧三元锂离子电池全组分热解动力学，利用FWO模型计算的四个阶段的活化能分别为： 98.6 kJ/mol、227.2 kJ/mol、255.9 kJ/mol、334.9 kJ/mol。利用KAS模型在四个阶段计算的热解活化能分别为： 96.9 kJ/mol、227.1 kJ/mol、258.8 kJ/mol、332.4 kJ/mol。（3）开展了废旧锰酸锂电池全组分热解工艺与机理研究。将全组分热解技术拓展应用至废旧锰酸锂电池中有价金属的回收，全组分热解的优化条件为：温度500 °C，时间60 min，氮气流量50 mL/min，锂、锰的浸出率均大于99%。阐明了有机物热解机理和正极粉矿相转化规律，全组分热解能够实现有机电解液的挥发、粘结剂与隔膜的分解、以及正极粉的还原解构，当温度大于500 °C时，在有机物分解产生的还原性热解气（氢气、甲烷、一氧化碳等）与负极石墨的协同作用下，正极粉矿相解构，转化为氧化锰和碳酸锂，当温度升高至800 °C以上，MnO进一步还原生成单质锰。全组分热解技术成功应用于锰酸锂电池的回收，说明该技术对于锂离子电池的回收具有良好的适用性。