廢舊鋰離子電池的回收處理過程重要包括預處理、二次處理和深度處理。由于廢舊電池中仍殘留部分電量，所以預處理過程包括深度放電過程、破碎、物理分選；二次處理的目的在于實現正負極活性材料與基底的完全分離，常用熱處理法、有機溶劑溶解法、堿液溶解法以及電解法等來實現二者的完全分離；深度處理重要包括浸出和分離提純2個過程，提取出有價值的金屬材料。

按提取工藝分類，鋰離子電池的回收方法重要可分為：干法回收、濕法回收和生物回收3大類技術。

1.干法回收

干法回收是指不通過溶液等媒介，直接實現材料或有價金屬的回收。其中，重要使用的方法有物理分選法和高溫熱解法。

2.濕法回收

濕法回收工藝是將廢棄電池破碎后溶解，然后利用合適的化學試劑，選擇性分離浸出溶液中的金屬元素，產出高品位的鈷金屬或碳酸鋰等，直接進行回收。濕法回收處理比較適合回收化學組成相對單一的廢舊鋰離子電池，其設備投資成本較低，適合中小規模廢舊鋰離子電池的回收。因此，該方法目前使用也比較廣泛。

3.生物回收

Mishra等利用無機酸和嗜酸氧化亞鐵硫桿菌從廢舊鋰離子電池中浸出金屬，并利用S和亞鐵離子（Fe2+），在浸出介質中生成H2SO4、Fe3+等代謝產物。