Дослідники з Корнелського університету розробили інноваційну технологію, яка дозволяє відновити до 95% початкової ємності зношених літій-іонних акумуляторів. Новий метод, названий «Пряма регенерація електрод-електрод», уникальний тим, що уникає традиційного механічного дроблення та переробки компонентів, пропонуючи більш ефективний та сталий підхід до рециклінгу.—
Причина деградації акумуляторів
Основним фактором втрати ємності літій-іонних акумуляторів є прогресивне потовщення проміжного шару між електролітом та електродом. Хоча електроди залишаються конструктивно цілісними, цей шар збільшує внутрішній опір і знижує ефективність акумулятора, що робить його непридатним для використання в електромобілях або системах зберігання енергії.—
Традиційні методи рециклінгу потребують демонтажу, дроблення та вилучення цінної сировини, такої як літій, нікель, кобальт, марганець, мідь та алюміній, за допомогою пірометалургійних або гідрометалургійних процесів. Новий підхід вчених із Корнела дозволяє зберегти електроди неушкодженими.—
Процес електрохімічної регенерації
Під час нової процедури розібрані акумулятори поміщаються в електрохімічний розчин з 1,3-диметил-2-імідазолідинону. Цей розчин видаляє потовщений проміжний шар, не пошкоджуючи сам електрод. Після обробки утворюється тонкий шар фториду літію, який стабілізує поверхню та запобігає повторному накопиченню відкладень.—
«Ми ремонтуємо електроди такими, якими вони є, не дроблячи та не розтираючи їх, а потім поміщаємо їх у новий акумулятор. Саме розчинення шару дозволяє відновити ємність до 95%», — зазначає професор Вібха Калра з кафедри хімічної інженерії Корнелського університету.—
Економічні та екологічні переваги
Аналіз, проведений за допомогою програмного забезпечення ReCell Center при Аргонській національній лабораторії, показує, що метод може знизити витрати на виробництво перероблених акумуляторних елементів приблизно на 56%. Технологія також зменшує споживання води та викиди шкідливих речовин порівняно з традиційними методами.—
Дослідники встановили, що процес можна застосовувати багаторазово. Після другого циклу регенерації акумулятор зберігає приблизно 90% своєї початкової ємності. Наразі технологія застосовна для акумуляторів із залишком ємності від 70% до 80%, що є типовим для демонтованих батарей електромобілів.—
Майбутні цілі
Можливо, вас зацікавить
- Інвестиції в роботизацію та нова база: «Industrial Batteries» ЕООД розширює свої виробничі потужності
- Чому заводські USB-порти в автомобілях часто є неефективними для заряджання смартфонів
- Енергетичний перехід у Болгарії: зберігання енергії — це наступний великий крок після фотовольтаїки
- Lenovo встановлює нові стандарти сталого розвитку та етичного управління штучним інтелектом
Наступним кроком команди є розширення застосування методу на акумулятори з вищим ступенем деградації, зокрема ті, де відбулася втрата літію. Успіх у цій галузі відкриє можливості для масштабного використання технології в промислових системах зберігання енергії.—