office@icp.ac.ru
+7 496 522-51-64
|
Литий-железо-фосфат (LFP) находит все большее применение в области электрических транспортных средств и систем хранения энергии. Однако растущее количество отработанных батарей LFP создает серьезные вызовы в сфере экологической устойчивости и управления ресурсами. В связи с этим разработка и внедрение эффективных методов переработки батарей LFP становятся крайне важными для решения этих проблем. В данной статье представлен результат работы международной команды ученых: ФИЦ ПХФ и МХ РАН, Института химии Санкт-Петербургского государственного университета (Санкт-Петербург) и Кафедры материаловедения и инженерии Университета Вирджинии (США) – новая комплексная оценочная методика для сравнения различных методов релитирования литий-железо-фосфатных катодов. Методика включает три основные группы критериев: прямые производственные затраты, электрохимическую производительность и воздействие на окружающую среду. Каждый критерий оценивается по шкале от 0 до 100, где более высокие баллы указывают на лучшую производительность. Прямые производственные затраты оцениваются на основе стоимости материалов, потребления энергии, затрат на ключевое оборудование, продолжительности процесса и требований к пространству. Электрохимическая производительность определяется по способности к быстрой зарядке и стабильности циклов. Воздействие на окружающую среду оценивается на основе выбросов CO2.  Данная методика предоставляет стандартизированный метод для исследователей и специалистов отрасли, позволяя объективно сравнивать методы релитирования и выявлять наиболее перспективные подходы для дальнейшей разработки и масштабирования. Средний общий балл по трем группам критериев для электрохимических, химических и гидротермальных методов релитирования составил примерно 60 баллов, в то время как метод спекания получил 39 баллов, что делает его наименее привлекательным. На основе комбинации подходов, описанных в публикациях с оценками выше 60, была предложена схема релитирования, направленная на достижение оптимальной электрохимической производительности при минимальном потреблении ресурсов и воздействии на окружающую среду. Результаты исследования показывают, что оптимизация процессов релитирования может значительно улучшить как экономические, так и экологические показатели, что в свою очередь способствует более широкому внедрению литий-железо-фосфатных технологий в промышленность. Таким образом, международное сотрудничество и обмен знаниями между учеными и специалистами помогут ускорить внедрение инновационных решений, способствующих созданию более устойчивого будущего в области энергетики. В работе принимали участие: Евгений Белецкий – лаборатория технологий материалов и устройств электрохимических источников энергии, Елена Евщик, Валерий Колмаков, Анна Шиховцева – лаборатория твердотельных электрохимических систем , Совместно с коллегами из других исследовательских центров:
Beletskii E.V., Volkov A.I., Evshchik E.Yu., Kolmakov V.G., Shikhovtseva A.V., Romanovski V.A. // Comprehensive Evaluation Framework for Lithium Iron Phosphate Cathode Relithiation Techniques: Balancing Production Costs, Electrochemical Performance, and Environmental Impact. //Energy & environmental materials, v.7, e12850, 29 November 2024, Q-1, IF = 12,6 |
Литий-железо-фосфат (LFP) находит все большее применение в области электрических транспортных средств и систем хранения энергии. Однако растущее количество отработанных батарей LFP создает серьезные вызовы в сфере экологической устойчивости и управления ресурсами. В связи с этим разработка и внедрение эффективных методов переработки батарей LFP становятся крайне важными для решения этих проблем.
В данной статье представлен результат работы международной команды ученых: ФИЦ ПХФ и МХ РАН, Института химии Санкт-Петербургского государственного университета (Санкт-Петербург) и Кафедры материаловедения и инженерии Университета Вирджинии (США) – новая комплексная оценочная методика для сравнения различных методов релитирования литий-железо-фосфатных катодов. Методика включает три основные группы критериев: прямые производственные затраты, электрохимическую производительность и воздействие на окружающую среду. Каждый критерий оценивается по шкале от 0 до 100, где более высокие баллы указывают на лучшую производительность. Прямые производственные затраты оцениваются на основе стоимости материалов, потребления энергии, затрат на ключевое оборудование, продолжительности процесса и требований к пространству. Электрохимическая производительность определяется по способности к быстрой зарядке и стабильности циклов. Воздействие на окружающую среду оценивается на основе выбросов CO2.
Данная методика предоставляет стандартизированный метод для исследователей и специалистов отрасли, позволяя объективно сравнивать методы релитирования и выявлять наиболее перспективные подходы для дальнейшей разработки и масштабирования. Средний общий балл по трем группам критериев для электрохимических, химических и гидротермальных методов релитирования составил примерно 60 баллов, в то время как метод спекания получил 39 баллов, что делает его наименее привлекательным.
На основе комбинации подходов, описанных в публикациях с оценками выше 60, была предложена схема релитирования, направленная на достижение оптимальной электрохимической производительности при минимальном потреблении ресурсов и воздействии на окружающую среду.
Результаты исследования показывают, что оптимизация процессов релитирования может значительно улучшить как экономические, так и экологические показатели, что в свою очередь способствует более широкому внедрению литий-железо-фосфатных технологий в промышленность. Таким образом, международное сотрудничество и обмен знаниями между учеными и специалистами помогут ускорить внедрение инновационных решений, способствующих созданию более устойчивого будущего в области энергетики.
В работе принимали участие: Евгений Белецкий – лаборатория технологий материалов и устройств электрохимических источников энергии, Елена Евщик, Валерий Колмаков, Анна Шиховцева – лаборатория твердотельных электрохимических систем ,
Совместно с коллегами из других исследовательских центров:
- Институт химии Санкт-Петербургского государственного университета, Санкт-Петербург,
- Кафедра материаловедения и инженерии, Университет Вирджинии (США)
Beletskii E.V., Volkov A.I., Evshchik E.Yu., Kolmakov V.G., Shikhovtseva A.V., Romanovski V.A. // Comprehensive Evaluation Framework for Lithium Iron Phosphate Cathode Relithiation Techniques: Balancing Production Costs, Electrochemical Performance, and Environmental Impact. //Energy & environmental materials, v.7, e12850, 29 November 2024, Q-1, IF = 12,6