Переработка и повторное использование литий-ионных батарей: актуальная ситуация, проблемы и перспективы

С 2000-го по 2018 год количество произведенных литий-ионных аккумуляторов в мире увеличилось в 80 раз. 66% из этих аккумуляторов используется в электромобилях, на которые делается большая ставка в свете экологической повестки. По оценкам Международного энергетического агентства, к 2030 году спрос на аккумуляторы вырастет еще в 17 раз.

Есть несколько видов таких аккумуляторных технологий. И хотя все они содержат литий, другие компоненты могут различаться: батареи в телефонах или компьютерах содержат кобальт, в то время как аккумуляторы для электрокаров могут содержать кобальт с никелем или марганцем или вообще не содержать их в случае железофосфатных решений.

Батареи постоянно совершенствуются для повышения их производительности, а их химический состав часто является коммерческой тайной. Однако основные материалы, используемые для изготовления литий-ионных аккумуляторов, известны: это литий, кобальт, никель, марганец. Добыча каждого из них влечет негативное воздействие на окружающую среду.

Есть два основных способа переработки отработавших аккумуляторов (применяются либо по отдельности, либо в комбинации):

 - пирометаллургия, разрушающая органические и пластмассовые компоненты, подвергая их воздействию высоких температур и оставляя только металлы (никель, кобальт, медь и т. д.),

 - пирометаллургия, не включающая высокотемпературную стадию: компоненты разделяют с помощью различных ванн с растворами, которые химически адаптированы к извлекаемым материалам.

Эти два процесса в настоящее время задействованы в промышленных масштабах при переработке батарей прежде всего для извлечения содержащегося в них кобальта. Этот материал настолько ценен, что его рекуперация обеспечивает экономическую рентабельность переработки литий-ионных аккумуляторов. 

Но поскольку не все используемые в электрокарах батареи содержат кобальт, вопрос о единой экономической модели их утилизации остается нерешенным, а реального промышленного сектора по переработке аккумуляторов до сих пор нет. Основная причина: эксплуатируемых электромобилей в мире не так уж и много, а срок службы их аккумуляторов в большинстве случаев еще не истек.

Кроме того, нет единого мнения о «сроке жизни» батарей. Некоторые тяговые батареи считаются непригодными к эксплуатации, когда они потеряли 20 или 30% емкости. Ведутся споры относительно их потенциальной «второй жизни» этих батарей, что позволило бы расширить их использование и тем самым уменьшить негативное воздействие на окружающую среду.

Однако такой крупный игрок, как RTE (оператор магистральных электросетей Франции) считает, что «вторая жизнь» батарей — не лучшая идея как с функциональной, так и с экономической точки зрения. В RTE рекомендуют перерабатывать аккумуляторы электромобилей в конце их первого срока службы.