Корнеллский университет разработал технологию восстановления аккумуляторов

Ученые из Корнеллского университета разработали принципиально новый способ дать вторую жизнь литий-ионным аккумуляторам. Вместо привычной переработки с извлечением материалов, они предлагают аккуратно восстанавливать уже существующие элементы, что может значительно удешевить и упростить процесс.

Сегодня большинство отработавших батарей перерабатываются либо методом переплавки, либо превращаются в так называемую «черную массу» — смесь, из которой потом, с использованием химии, добывают ценные металлы. Оба этих способа довольно энергозатратны, требуют немало воды и различных химических веществ. Новая технология позволяет обойтись без этого разрушительного воздействия на ключевые компоненты аккумулятора.

Как объясняют исследователи, часто аккумулятор садится не из-за того, что его электроды приходят в негодность, а из-за образовавшегося на их поверхности слоя нежелательных химических соединений. Этот налет препятствует нормальному движению ионов лития, и батарея постепенно теряет свою емкость, хотя сама структура катода и анода может оставаться вполне работоспособной.

Суть новой разработки, получившей название DEER (Direct Electrode-to-Electrode Regeneration, или «прямая регенерация электродов»), заключается в аккуратном извлечении электродов из старой батареи и их очистке в специальном растворе на основе вещества DMI. Этот раствор эффективно удаляет накопившиеся отложения, практически не повреждая сам материал электродов, и позволяет использовать их повторно при сборке новых аккумуляторов.

В лабораторных условиях ученым удалось вернуть батареям до 95% изначальной емкости. Более того, экономические расчеты показывают, что производство восстановленных аккумуляторов по этой технологии может оказаться на 56% дешевле, чем при использовании традиционных методов переработки. Также стоит отметить, что процесс требует меньше энергии, воды и производит меньше вредных выбросов.

Разработчики уверены, что эта технология может оказаться особенно актуальной с ростом популярности электромобилей и систем накопления энергии. Пока что она успешно протестирована на батареях, сохранивших примерно 70–80% своей первоначальной емкости — именно такие аккумуляторы чаще всего выводят из эксплуатации. Следующим шагом станет масштабирование процесса для промышленных объемов и адаптация технологии к более сложным случаям деградации аккумуляторов.