Литий-ионные батареи на пути к циркулярной экономике: обзор литературы о возможностях и проблемах технологий переработки

В настоящее время литий-ионные батареи широко используются в современных технологических устройствах, а также в электрических и гибридных транспортных средствах благодаря высокой удельной энергии, сниженному эффекту памяти и значительному числу поддерживаемых циклов зарядки и разрядки. Следовательно, производство и использование литий-ионных батарей в ближайшем будущем будут постоянно возрастать, привлекая глобальное внимание к вопросам обращения с ними по окончании срока службы. К сожалению, переработка отработанных литий-ионных батарей все еще находится на стадии разработки и далека от оптимизации процессов и технологий рециклинга. В настоящее время переработка представляет собой единственную альтернативу, обеспечивающую социальную, экономическую и экологическую устойчивость этого рынка, поскольку позволяет минимизировать токсичность продукции по окончании срока службы, создавать экономическую выгоду и обеспечивать независимость от зарубежных ресурсов или критически важных материалов. В статье анализируются современные альтернативы переработки литий-ионных батарей с особым вниманием к доступным процедурам обеспечения безопасности и разрядки батарей, механической предварительной обработке и процессам извлечения материалов, включая пирометаллургические и гидрометаллургические процессы. Рассматриваются преимущества и недостатки этих технологий с точки зрения энергопотребления, эффективности извлечения и вопросов безопасности. Целевые металлы, например кобальт, никель и литий, перечисляются и ранжируются по приоритетности, а также обозначаются экономические преимущества, обусловленные извлечением материалов. Проведен углубленный обзор литературы с анализом существующих промышленных процессов для демонстрации текущих технологических решений, предлагаемых в рамках исследовательских проектов и промышленных разработок, а также для сопоставления наилучших результатов, нерешенных вопросов и критических проблем.