Труды КНЦ (Технические науки вып.2/2023(14))

Труды Кольского научного центра РАН. Серия: Технические науки. 2023. Т. 14, № 2. С. 238-243. Transactions of the Kola Science Centre of RA s . Series: Engineering Sciences. 2023. Vol. 14, No. 2. P. 238-243. Научная статья УДК 504.064; 47 doi:10.37614/2949-1215.2023.14.2.045 ИССЛЕДОВАНИЕ КАТОДНЫХ МАТЕРИАЛОВ ОТРАБОТАННЫХ ЛИТИЙ-ИОННЫХ АККУМУЛЯТОРОВ Юлия Васильевна Соколова1, Владислав Олегович Кордик2, Дмитрий Игоревич Смирнов3, Мария Евгеньевна Звонарева4, Наталья Игоревна Демидова 5 1~5Ведущий научно-исследовательский институт химической технологии, Москва, Россия Автор, ответственный за переписку: Юлия Васильевна Соколова, YuVaSokolova @ rosatom.ru Аннотация Определены физико-химические характеристики свежих и отработанных катодных материалов типа LiCoO 2 (LCO), LiNi 1 -x-yMnxCoy (NMC), LiMn2O4 (LMO), LiFePO4 (LFP) литий-ионных аккумуляторов (ЛИА). Приведены результаты сравнительного анализа свойств катодных материалов отработанных ЛИА с исходным катодным материалом, используемым при создании разных типов аккумуляторов. Установлено, что частицы катодов отработанных ЛИА вследствие спекания содержат частицы размером до 100 мкм. Ключевые слова: отработанные литий-ионные аккумуляторы, катодный материал, литий, кобальт, никель Благодарности: статья выполнена по теме единого отраслевого тематического плана (ЕОТП) АО «Ведущий научно­ исследовательский институт химической технологии» ЕОТП -492. Тема НИОКР № 313/2741-Д/5338-Д от 05.12.2022. Для цитирования: Исследование катодных материалов отработанных литий-ионных аккумуляторов / Ю. В. Соколова [и др.] // Труды Кольского научного центра РАН. Серия: Технические науки. 2023. Т. 14, № 2. С. 238-243. doi:10.37614/2949-1215.2023.14.2.045 Original article STUDY OF CATHODE MATERIALS OF WASTE LITHIUM-ION BATTERIES Yulia V. Sokolova1, Vladislav O. Kordik2, Dmitry I. Smirnov3, Maria E. Zvonareva4, Natalia I. Demidova 5 1-5JSC VNIICHT, Leading Research Institute of Chemical Technology, Moscow, Russia Corresponding author: Yulia V. Sokolova, YuVaSokolova@rosatom.ru Abstract The physicochemical characteristics of fresh and spent cathode material type LiCoO 2 (LCO), LiNi 1 -x-yMnxCoy (NMC), LiMn2O4 (LMO), LiFePO4 (LFP) of spent lithium-ion batteries (LIA) have been determined. The results of a comparative analysis of the properties of the cathode materials of spent LIBs with the initial cathode material used in the creation of different types of LIBs are presented. It has been established that the particles of cathodes of spent L ^ contain particles up to 100 pm in size due to sintering. Keywords: waste lithium-ion batteries, cathode material, lithium, cobalt, nickel Acknowledgments: the article was prepared on the topic of the Unified Industry Thematic Plan (UTP) JSC Leading Research Institute of Chemical Technology EOTP-492. Research and development topic No. 313/2741-D/5338-D dated 12.05.2022. For citation: Study of cathode materials of waste lithium-ion batteries / Yu. V. Sokolova [et al.] // Transactions of the Коіа Science Centre of RAS. Series: Engineering Sciences. 2023. Vol. 14, No. 2. P. 238-243. doi:10.37614/2949-1215.2023.14.2.045 Введение Отработанные ЛИА относятся к отходам 2-го класса опасности [1]. Большая часть этого вида отходов в настоящее время не утилизируется и поступает на захоронение. В составе отработанных ЛИА катодный материал (KM) по массе составляет ~ 31 % ЛИА, анодный материал ~ 22 %, органические электролиты ~ 15 %, 4-5 % — технический углерод и связующие вещества, металлические медь и алюминий в виде фольги ~ 13 % [2]. По оценкам исследователей, переработка металла может сэкономить до 13 % стоимости ЛИА за кВт-ч. В работе [3] сообщается, что семь основных компонентов (кобальт, литий, медь, графит, никель, алюминий и марганец) составляют > 90 % экономической ценности отработанной литий-ионной батареи: Co (39 %) и Li (16 % в эквиваленте LCE), за которыми следуют Cu (12 %), графит (10 %), Ni (9 %), Al (5 %) и Mn (2 %). © Соколова Ю. В., Кордик В. О., Смирнов Д. И., Звонарева М. Е., Демидова Н. И., 2023 238