Китай и США ищут способы продлить жизнь батареям электромобилей
Исследование американских учёных пролило свет на причины более быстрого, чем ожидалось, старения некоторых современных батарей для электромобилей. Параллельно в Китае ведутся исследования по восстановлению характеристик отработавших литий-ионных аккумуляторов.
Согласно результатам работы, проведенной в Аргоннской национальной лаборатории и Университете Чикаго, основной причиной снижения ёмкости и появления трещин в батареях с монокристаллическими катодами с высоким содержанием никеля являются внутренние механические напряжения, возникающие из-за неравномерных электрохимических реакций. Этот вывод противоречит более ранним предположениям о том, что монокристаллическая структура сама по себе гарантирует более долгий срок службы (традиционно считалось, что монокристаллические катоды лишены границ зёрен, которые являются источником трещин в поликристаллических материалах).
В то же время китайские исследователи сообщают о разработке лабораторных методов восстановления ёмкости отработавших батарей электромобилей. Во второй половине 2025 года учёные из Хуачжунского университета науки и технологий представили технологию регенерации катодов литий-ионных аккумуляторов с высоким содержанием никеля в расплаве соли. Согласно опубликованным данным, этот процесс позволяет восстановить до 76% первоначальной разрядной ёмкости деградировавших материалов, обеспечивая повторное проникновение ионов лития в повреждённые кристаллические структуры и устраняя структурные нарушения, возникшие в процессе длительной эксплуатации.
Исследование показало, что многие отслужившие катоды батарей электромобилей сохраняют достаточную структурную целостность для регенерации на уровне материала. Это делает катоды с высоким содержанием никеля перспективным объектом для исследований в области восстановления, особенно в условиях быстрого роста китайского рынка утилизации батарей электромобилей. В связи этим ожидается значительный рост объёмов отработавших аккумуляторов в Китае, что создаст благоприятные условия для развития регенерации и переработки.
В 2025 году в Китае также было проведено академическое исследование стратегий регенерации отработавших литий-железо-фосфатных (LFP) батарей на основе окислительно-восстановительных реакций. Обзорная работа учёных из Цзянсуского педагогического университета и их коллег систематизирует методы регенерации, основанные на окислении и восстановлении, описывает пути оптимизации переработанных катодных материалов и подчёркивает необходимость дальнейших исследований различных химических составов.
Анализ рынка показывает, что китайская отрасль переработки и повторного использования литий-ионных аккумуляторов охватывает всю цепочку поставок. В неё входят компании, занимающиеся переработкой аккумуляторов и сырья (CATL, BYD, Shanxi Coking, Yunnan Tin), компании, специализирующиеся на переработке и химической обработке (Huayou Cobalt, New Energy Zhongneng, Ganfeng Lithium, Haopeng Technology), а также производители аккумуляторных материалов и порошковых металлов (Dangsheng Technology, Heyuan Fuma).
Результаты американских исследований старения монокристаллических батарей и китайские разработки в области регенерации показывают, что понимание механизмов на уровне материала и применение лабораторных методов восстановления значительны для продления срока службы батарей электромобилей. Анализ рынка указывает на рост объёмов отработавших батарей электромобилей, поступающих на китайский рынок. Исследования также учитывают экономические факторы, такие как использование кобальта и альтернативные химические составы, которые важны для потенциального промышленного внедрения технологий регенерации.