本发明涉及电池回收利用技术领域，尤其是涉及一种回收利用废旧锂电池正极材料中金属元素的方法。所述方法包括：1)提供正极材料；2)提供电解体系，所述电解体系包括阳极和阴极，所述阳极包括阳极电解液，所述阳极电解液被电解以提供O₂和H⁺，所述阴极包括阴极电解液，所述阴极电解液被电解以提供H₂和OH^‑；3)使得步骤1)所述的正极材料在阳极电解液中溶解，以提供过渡金属元素离子和Li⁺；4)使得步骤2)所提供的过渡金属元素离子扩散到阴极电解液中与OH^‑反应以提供过渡金属元素的氢氧化物沉淀。本发明利用电解水过程产生的酸碱度梯度，可从废旧锂电池中回收例如钴、镍、锰等高价值金属元素，避免了额外使用酸和碱。