Американские ученые попытались разобраться, из-за чего часть современных тяговых батарей для электромобилей теряет емкость раньше прогнозов. Речь идет о литий-ионных элементах с монокристаллическими катодами, богатыми никелем: долгое время считалось, что такая структура сама по себе должна быть более живучей. Однако новые данные, о которых упоминал It-home, показали, что проблема может скрываться не там, где ее искали раньше.
Что выяснили в США
Ученые из Аргоннской национальной лаборатории и Чикагского университета выяснили, что результаты, полученные для поликристаллических катодов, нельзя напрямую применять к монокристаллическим материалам. Да, монокристалл действительно избавлен от границ зерен, которые часто становятся «линиями разлома». Но это не означает, что трещины не появятся вовсе.
Ключевой механизм деградации:
- внутри одной монокристаллической частицы реакция протекает неравномерно;
- из-за этой неоднородности возникают внутренние механические напряжения;
- при многократных циклах заряд-разряд напряжения накапливаются;
- в итоге формируются трещины и падает полезная емкость.
Китайский ответ: как «оживляют» старые батареи
На фоне американских выводов в Китае параллельно развивают тему восстановления отработавших аккумуляторов. Сообщалось о лабораторных подходах, позволяющих вернуть часть разрядной способности элементам, которые уже считаются вышедшими из строя.
Регенерация расплавленной солью для никелевых катодов
Во второй половине 2025 года команда Хуачжунского университета науки и технологий описала метод «соляной» регенерации для высоконикелевых литий-ионных катодов, типичных для электромобилей. По данным отчета, обработка расплавленной солью позволила восстановить до 76% исходной разрядной емкости у деградировавших материалов: ионы лития снова проникали в поврежденные кристаллические области и частично устраняли нарушения, накопленные за годы циклирования.
Почему это вообще возможно:
- многие списанные катоды сохраняют достаточную структурную целостность;
- это делает высоконикелевые материалы удобной «мишенью» для регенерации;
- в Китае рынок электромобилей растет быстро, а значит, растет и поток батарей на утилизацию.
Отдельная ветка: LFP и окислительно-восстановительные подходы
В 2025 году в Китае также рассматривались стратегии восстановления литий-железо-фосфатных (LFP) аккумуляторов. В обзоре, опубликованном byRSC и подготовленном Педагогическим университетом Цзянсу с соавторами, систематизировали методы регенерации на базе окислительно-восстановительных реакций, описали варианты оптимизации переработанных катодных материалов и подчеркнули, что в ряде направлений химии нужны дальнейшие исследования (источник: carnewschina.com).
Что это значит для рынка и экологии
Китайские отраслевые прогнозы ожидают ускоренный рост сегмента утилизации и регенерации батарей в 2024–2026 годах: электрификация транспорта набирает темп, и все больше аккумуляторов с истекшим ресурсом будет поступать на переработку. Это усиливает экономическую и экологическую мотивацию развивать технологии восстановления, учитывая и факторы себестоимости, и состав материалов (включая вопросы кобальта и возможных альтернативных химий).
