Недавние результаты исследований американских учёных прояснили, почему некоторые продвинутые аккумуляторы для электромобилей стареют быстрее, чем ожидалось, и дали контекст параллельным исследованиям в Китае, ориентированным на восстановление работоспособности деградировавших литий‑ионных ячеек. В исследовании отмечено, что внутренние механические напряжения, вызванные неравномерными электрохимическими реакциями в монокристаллических катодах с высоким содержанием никеля, являются основным фактором образования трещин и потери ёмкости, что ставит под сомнение прежние представления о том, что монокристаллические конструкции по определению обеспечивают более длительный срок службы, сообщает IT‑home.
Исследование, проведённое Аргоннской национальной лабораторией (Argonne National Laboratory) и Чикагским университетом (University of Chicago), показало, что выводы, сделанные на основе поликристаллических катодов, были неверно перенесены на монокристаллические материалы. Хотя монокристаллические катоды устраняют границы зерен, которые могут вызывать образование трещин, исследование показало, что неоднородность реакций внутри отдельных частиц генерирует напряжения, приводящие к структурному разрушению в ходе многократных циклов заряд‑разряд.
На этом фоне китайские исследователи сообщили о лабораторных методах восстановления используемой ёмкости старых аккумуляторов для электромобилей. Во второй половине 2025 года учёные Хуачжунского университета науки и технологии (Huazhong University of Science and Technology) представили метод регенерации с использованием расплавленных солей для старых катодов литий‑ионных аккумуляторов с высоким содержанием никеля, широко применяемых в электромобилях. По сообщению об исследовании, процесс с расплавленными солями восстановил до 76 процентов первоначальной разрядной ёмкости в деградировавших материалах, что позволило литиевым ионам вновь проникать в повреждённые кристаллические структуры и частично устранять структурные нарушения, возникшие в ходе длительной эксплуатации.
Авторы работы отметили, что многие выведенные из эксплуатации катоды аккумуляторов электромобилей сохраняют достаточную структурную целостность для регенерации на уровне материала. Эта особенность делает катоды с высоким содержанием никеля подходящей целью для исследований по восстановлению, особенно на фоне быстрого роста рынка списываемых аккумуляторов в Китае. Сектор аккумуляторов Китая вступает в фазу массового вывода из эксплуатации, с прогнозируемым всплеском числа аккумуляторных блоков, выведенных из эксплуатации, создавая условия для расширения деятельности по регенерации и переработке, отмечает издание Science and Technology Daily.
Китайское академическое исследование 2025 года также рассмотрело стратегии регенерации на основе редокс‑реакций для отработавших литий‑железофосфатных аккумуляторов (LFP — литий‑железо‑фосфатные). В исчерпывающем обзоре, подготовленном Цзянсу Нормальным университетом (Jiangsu Normal University) и соавторами и опубликованном RSC (RSC — Королевское химическое общество), систематически собраны методы регенерации, основанные на окислительно‑восстановительных реакциях, изложены пути оптимизации переработанных катодных материалов и подчёркнута необходимость дальнейших исследований для разных химических систем.
Отраслевые данные указывают, что сектор переработки и повторного использования литий‑ионных аккумуляторов в Китае охватывает всю цепочку поставок. В upstream‑части (поставщики сырья и переработчики батарей) задействованы компании по переработке батарей и сырья, такие как CATL, BYD, Shanxi Coking и Yunnan Tin. В средней части цепочки (услуги по рафинированию и химической переработке) работают Huayou Cobalt, New Energy Zhongneng, Ganfeng Lithium и Haopeng Technology. В downstream‑сегменте (производство материалов для батарей или переработка металлических порошков) присутствуют Dangsheng Technology и Heyuan Fuma. Эта цепочка отражает широту промышленного участия в растущем рынке переработки аккумуляторов в Китае.
Выводы американских исследований по старению монокристаллических батарей и китайские разработки по регенерации показывают, что понимание механизмов на уровне материала и применение лабораторных методов восстановления имеют отношение к продлению срока службы аккумуляторов электромобилей. Китайские исследования демонстрируют, что катоды с высоким содержанием никеля и LFP‑катоды сохраняют достаточную структурную целостность для восстановления ёмкости в контролируемых условиях. Отраслевые анализы указывают на увеличение объёмов аккумуляторов электромобилей, выведенных из эксплуатации, поступающих на китайский рынок. Исследования также отмечают вопросы стоимости и расхода материалов, включая использование кобальта и альтернативные химические составы, что имеет значение для возможного промышленного внедрения технологий регенерации.
