Китай изучает регенерацию батарей электромобилей в то время как исследования в США проясняют процессы старения монокристаллов

Недавние данные американских исследователей прояснили, почему некоторые современные батареи электромобилей стареют быстрее, чем ожидалось, что предоставляет контекст для параллельных исследований в Китае, сосредоточенных на восстановлении производительности деградировавших литий-ионных ячеек. Исследование в США выявило внутреннее механическое напряжение, вызванное неравномерными электрохимическими реакциями внутри монокристаллических катодов с высоким содержанием никеля, как основную причину трещинообразования и потери емкости, что ставит под сомнение более ранние предположения о том, что монокристаллические конструкции изначально обеспечивают более долгий срок службы.

Исследования, проведённые Лабораторией им. Аргонн и Университетом Чикаго, показали, что выводы, сделанные в отношении поликристаллических катодов, были неправильно применены к монокристаллическим материалам. В то время как монокристаллические катоды устраняют межзеренные границы, которые могут вызывать трещины, исследование показало, что неоднородность реакции внутри отдельных частиц генерирует напряжение, что приводит к структурному разрушению во время повторных циклов заряд-разряд.

На фоне этого китайские исследователи сообщили о лабораторных методах восстановления полезной емкости из устаревших батарей электромобилей. Во второй половине 2025 года исследователи из Университета науки и технологий Хуачжун сообщили о технологии регенерации с использованием расплавленных солей для устаревших катодов литий-ионных батарей с высоким содержанием никеля, широко используемых в электромобилях. Согласно публичным данным по исследованию, процесс с расплавленной солью восстановил до 76 процентов исходной емкости разряда в деградированных материалах, позволяя литий-ионным веществам вновь входить в повреждённые кристаллические структуры и улучшать структурные нарушения, возникшие в процессе длительной цикличности.

В исследовании отмечается, что многие выведенные из эксплуатации катоды батарей электромобилей сохраняют достаточную структурную целостность, чтобы обеспечить регенерацию на материальном уровне. Эта особенность делает катоды с высоким содержанием никеля подходящей целью для исследований по восстановлению, особенно учитывая быстрое расширение рынка утилизации батарей в Китае. Сектор батарей Китая вступает в фазу масштабной утилизации, с прогнозируемым резким увеличением пакетов в конце срока службы, что создает условия для расширения деятельности по регенерации и переработке, согласно данным Science and Technology Daily.

Китайское академическое исследование 2025 года также изучило стратегии регенерации на основе редокс-процессов для отработанных литий-железо-фосфатных (LFP) батарей. Комплексный обзор от Университета Нормальной Школы Цзянсу и его сотрудников систематически компилирует методы регенерации, основанные на окислительно-восстановительных реакциях, описывает пути оптимизации переработанных катодных материалов и подчеркивает необходимость дальнейших исследований в различных химиях, что было опубликовано RSC.

Данные отрасли показывают, что сектор переработки и повторного использования литий-ионных батарей в Китае включает в себя полную цепочку поставок. Игроки на начальном этапе включают компании по переработке батарей и сырьевых материалов, такие как CATL, BYD, Шаньдуньский коксующийся завод и Юньнаньский оловянный завод. Компании на промежуточном этапе сосредоточены на переработке и химической обработке, включая Huayou Cobalt, New Energy Zhongneng, Ganfeng Lithium и Haopeng Technology. Компании на конечном этапе, которые производят батарейные материалы или обрабатывают порошковые металлы, включают Dangsheng Technology и Heyuan Fuma. Эта цепочка отражает широту промышленного участия в растущем рынке переработки батарей в Китае.

Исследования по старению однокристаллических аккумуляторов в США и регенерация в Китае

Результаты исследований в США по старению однокристаллических аккумуляторов и исследования регенерации в Китае показывают, что понимание механик на уровне материала и применение лабораторных методов восстановления имеют большое значение для продления срока службы аккумуляторов электромобилей.

Китайские исследования демонстрируют, что катоды с высоким содержанием никеля и LFP сохраняют достатственную структурную целостность для восстановления емкости в контролируемых условиях.

Анализ отрасли указывает на растущее количество аккумуляторов электромобилей, которые достигают конца своего срока службы и поступают на китайский рынок. Исследования также выявляют затраты и материалы, включая использование кобальта и альтернативные химические составы, которые имеют значение для потенциальной промышленной реализации технологий регенерации.