A popularização de produtos eletrônicos, especialmente os telefones celulares, tem gerado um aumento na produção e no consumo de baterias de íons de lítio, usadas como suas fontes de energia elétrica. Após esgotadas, o descarte dessas baterias deve ser criterioso para evitar danos ambientais e à saúde. Surge então a necessidade e oportunidade de mercado voltada para a reciclagem dessas baterias. Este trabalho apresenta um estudo sobre a caracterização e recuperação do composto Li x CoO 2 extraído do catodo de baterias descartadas de íons de lítio de telefones celulares de diferentes marcas, modelos e estados de saúde (SOH), através da sua decomposição térmica nas temperaturas de 700, 800 e 900°C, seguida de uma ressíntese, via estado-sólido, com os produtos da decomposição Li 1,0 CoO 2 e Co 3 O 4 e com a adição de carbonato de lítio (Li 2 CO 3 ). Medidas mostraram um aumento na impedância da bateria com a diminuição do seu SOH e uma dependência entre o tamanho das partículas do catodo com o SOH das baterias foi observado por meio de imagens de MEV e confirmada por medidas da área superficial específica pela técnica BET. Refinamentos pelo método de Rietveld mostraram um aumento na concentração relativa de Co 3 O 4 com o aumento da temperatura de decomposição térmica e uma diminuição com o aumento do SOH das baterias. Análises térmicas mostraram que a partir de 850°C ocorre a evaporação de Li do composto Li x CoO 2 , influenciando na concentração de Co 3 O 4 obtido após a decomposição térmica. Observou-se que as temperaturas de tratamento térmico alteram significativamente os parâmetros de rede e o ordenamento cristalográfico do composto Li 1,0 CoO 2 obtido da decomposição térmica. Análises por microtomografia de raios X mostraram que as fases cristalinas Li 1,0 CoO 2 e Co 3 O 4 resultantes da decomposição coexistem na mesma partícula do material do catodo, mas espacialmente redistribuídas, ocupando respectivamente, a casca e o caroço das partículas. Nas ressínteses obteve-se unicamente o composto estequiométrico Li 1,0 CoO 2 com alto ordenamento cristalino e eletrodos fabricados com esse material mostraram capacidades de carga inicial próximas a 130 mAh/g, dependendo da temperatura de decomposição térmica e do SOH das baterias descartadas, cujo material do catodo, Li x CoO 2 , foi ressintetizado. Portanto, o método de ressíntese do LiCoO 2 proposto neste trabalho apresenta potencialidade para confecção de novos catodos de baterias a partir de baterias descartadas.