Прямая переработка литий-ионных аккумуляторов от уровня ячейки до уровня батарейного блока: проблемы и перспективы в области технологий, масштабирования, устойчивого развития и экономики

Прямая переработка представляет собой новый подход к преодолению недостатков традиционных процессов переработки литий-ионных аккумуляторов (LIB) и в последние годы привлекает значительное внимание академического и промышленного сообществ. Основная цель прямой переработки LIB заключается в эффективном извлечении и восстановлении активных электродных материалов и других компонентов в твердой фазе при сохранении электрохимических характеристик. По сравнению с традиционными пирометаллургическими и гидрометаллургическими методами эта технология обладает преимуществами с точки зрения экономической эффективности, энергоэффективности и устойчивого развития; она сохраняет структуру и морфологию материалов и может сокращать общий путь переработки. В настоящем обзоре подробно рассматриваются достижения в области прямой переработки LIB, включая сортировку аккумуляторов, процессы предварительной обработки, разделение катодных и анодных материалов, а также регенерацию и повышение качества электродных материалов. Рассмотрены различные подходы к успешной регенерации электродных материалов высокой стоимости и оптимизации процесса извлечения без ухудшения их электрохимических свойств. Кроме того, выделены четыре ключевые проблемы прямой переработки при переходе от лабораторного масштаба к промышленному: (1) конструкция аккумуляторов, (2) демонтаж, (3) деламинация электродов и (4) коммерциализация и устойчивое развитие. С учетом этих проблем и меняющихся рыночных тенденций обсуждаются несколько стратегий поддержки прямой переработки, включая применение связующих веществ, выбор электролита и альтернативные конструкции аккумуляторов; также представлены современные преобразования и технологические достижения в аккумуляторной отрасли.