Найдена жидкость, возвращающая «мертвые» батареи электромобилей к жизни

Исследователи из Корнеллского университета представили новую технологию переработки литий-ионных аккумуляторов, которая позволяет возвращать им работоспособность без сложной и дорогостоящей переработки. Вместо измельчения батарей в порошок или переплавки материалов ученые предлагают очищать уже существующие электроды и использовать их повторно. Разработка получила название DEER (Direct Electrode-to-Electrode Regeneration, «прямая регенерация электродов»).

Изображение: Shea Oleksa/Cornell University

Сейчас большинство отработавших аккумуляторов перерабатывают двумя способами: либо плавят при высоких температурах, либо измельчают в так называемую «черную массу», из которой затем химическими методами извлекают ценные металлы. Оба процесса требуют больших затрат энергии, воды и реагентов. Новый подход позволяет обойтись без разрушения ключевых компонентов батареи.

По словам авторов исследования, главная причина деградации многих аккумуляторов заключается не в разрушении самих электродов, а в образовании на их поверхности плотного слоя побочных химических соединений. Этот слой постепенно мешает движению ионов лития, из-за чего емкость батареи снижается. При этом структура катода и анода часто остается в хорошем состоянии.

Технология DEER предусматривает извлечение электродов из отработавшей батареи и их обработку в специальном растворе на основе вещества DMI (1,3-диметил-2-имидазолидинон). Раствор удаляет накопившиеся отложения, практически не затрагивая сам материал электродов. После такой очистки элементы можно использовать повторно при сборке новых аккумуляторов.

В лабораторных испытаниях ученым удалось восстановить до 95% первоначальной емкости батарей. Экономическое моделирование показало, что новый метод способен снизить стоимость производства восстановленных аккумуляторов примерно на 56% по сравнению с традиционной переработкой. Кроме того, технология заметно сокращает потребление энергии, воды и объем вредных выбросов.

Разработчики считают, что метод может стать особенно востребованным на фоне роста рынка электромобилей и систем хранения энергии. Сейчас технология успешно протестирована на батареях, сохранивших около 70–80% первоначальной емкости — именно такие аккумуляторы обычно выводят из эксплуатации. Следующим этапом станет масштабирование процесса для промышленных объемов и работа с более сложными видами деградации аккумуляторов.

©  iXBT