Батареи будущего из батарей прошлого: ученые нашли способ превращать LFP-батареи в более продвинутые LMFP

Учёные из Калифорнийского университета в Сан-Диего разработали необычный способ переработки литий-железо-фосфатных (LFP) аккумуляторов, который не просто возвращает материалы в цикл, а фактически «апгрейдит» их. Вместо восстановления старых батарей в исходном виде их превращают в более энергоёмкие литий-марганец-железо-фосфатные (LMFP) элементы.

В традиционной переработке аккумуляторы обычно разбирают до отдельных химических компонентов, после чего сырьё заново используют в производстве. Новый подход устроен иначе: исследователи сохраняют катодный материал почти в готовом виде и проводят его химическую «доработку». В него добавляют литий, марганец и фосфаты, постепенно формируя структуру LMFP-катода, который способен хранить больше энергии при сохранении ключевых преимуществ LFP — безопасности, долговечности и низкой стоимости.

Одной из главных технических сложностей стала равномерная интеграция марганца в материал. Чтобы решить эту задачу, учёные сначала получают промежуточное соединение — литий-марганец-фосфат (LMP), а затем преобразуют его в однородную LMFP-структуру. Дополнительно частицы покрывают тонким слоем углерода, который улучшает проводимость и повышает устойчивость к многократным циклам зарядки и разрядки.

По словам исследователей, такой подход позволяет отказаться от энергоёмких процессов вроде плавки и агрессивной химической переработки, которые широко применяются сегодня. Это потенциально снижает затраты энергии, уменьшает количество отходов и делает переработку аккумуляторов экономически более выгодной.

Технология уже протестирована на батареях разных производителей. В экспериментах полученный материал показал более высокую энергоёмкость по сравнению с исходными LFP-катодами и подтвердил работоспособность как в лабораторных образцах, так и в аккумуляторах, близких к тем, что используются в электромобилях.

©  iXBT