Масштабируемая прямая переработка катодной черной массы отработавших литий-ионных аккумуляторов

Литий-ионные аккумуляторы (LIB) с истекшим сроком службы (EoL) накапливаются с тревожной скоростью, создавая угрозу для окружающей среды. Ожидаемый быстрый рост использования LIB приведет к дальнейшему увеличению объема отработавших аккумуляторов. Катодные материалы LiNiₓCoᵧMn𝓏O₂ (NCM) являются преобладающей химической системой в высокоэнергоемких LIB и составляют значительную часть этого потока отходов. Прямая переработка представляет собой один из наиболее перспективных подходов к превращению этих отходов в ресурс, однако до настоящего времени она оставалась ограниченной лабораторным масштабом из-за недостаточной технологической надежности, в частности из-за трудоемкой предварительной обработки с использованием токсичных органических растворителей. В настоящей работе продемонстрирован процесс, объединяющий предварительную обработку и повторное введение лития в катодную черную массу. Катодный материал из отработавших аккумуляторов электромобилей (EV) обрабатывают партиями по 100 г; регенерированный активный катодный материал демонстрирует 100%-ное восстановление электрохимических характеристик при выходе 91%, что свидетельствует о перспективности дальнейшего масштабирования. Этот процесс обладает преимуществами интеграции, масштабируемости и универсальности, устраняя существенный барьер для перехода прямой переработки от лабораторного к промышленному масштабу и обеспечивая значительную рентабельность.