사용 후 리튬 이온 배터리 양극재 업사이클링을 위한 결함의 자산화

리튬 이온 배터리의 급격한 보급으로 인해 수명이 다한 셀의 축적이 심화되면서 환경적 위험과 자원 문제를 야기하고 있습니다. 기존의 재활용 경로는 주로 에너지와 화학물질을 많이 사용하는 야금 공정에 의존하여 전극 재료를 저가의 제품으로 다운사이클링합니다. 최근에는 손상된 전극을 복원하는 직접 재생 전략이 등장했으나 차세대 배터리 성능 요구를 충족하는 데는 한계가 있습니다. 본 리뷰에서는 손상으로 인한 결함을 단점에서 기능적 설계 자산으로 재해석하여 사용 후 리튬 이온 배터리 재료의 업사이클링에 대한 결함 중심 관점을 제시합니다. 원자 규모의 공석, 표면 및 내부 격자 왜곡, 입자 크기 수준의 균열 및 분쇄 등 노화된 전극 내 계층적 결함 구조를 분석하고, 이러한 내재적 결함이 도핑, 조성 조절, 표면 개질, 결정 구조 재구성을 통한 표적 재구성에 어떻게 활용될 수 있는지 논의합니다. 결함 특성과 재구성 경로 및 전기화학적 결과를 연관 지음으로써 저가 폐기물을 고성능 전극으로 전환하는 신흥 전략들을 강조합니다. 마지막으로, 확장성, 조성 조절, 성능 일관성과 관련된 주요 과제를 논의하고, 지속 가능하고 순환적인 배터리 경제를 위한 결함 기반 업사이클링의 미래 방향을 제안합니다.