Ученые из Университета Корнелла разработали электрохимический метод, восстанавливающий почти 100 % емкости выработавших свой ресурс литий-ионных аккумуляторов. Вместо традиционной переработки, предполагающей измельчение электродов и энергоемкое извлечение материалов, ученые восстанавливают существующие электроды с помощью специального раствора. Метод DEUR возвращает до 95 % первоначальной емкости АКБ, продлевает срок службы, сокращает затраты на переработку на 56 % и снижает экологический вред.
Проблема АКБ заключается в том, что с течением времени на электродах образуется слой SEI, необходимый для работы, но утолщающийся после сотен циклов — он увеличивает сопротивление и снижает емкость батареи. Это главная причина старения АКБ, при которой электроды с литием, кобальтом, марганцем и никелем остаются структурно целыми. Традиционная переработка предусматривает уничтожение целых электродов для создания новых. DEUR устраняет эту нелогичность: электроды извлекают и помещают в емкость, заполненную N,N’-диметилимидазолидиноном, эффективно удаляющим толстый слой SEI.
В результате на электрода остается тонкий слой фторида лития, который стабилизирует электрод и подавляет дальнейший рост межфазной границы. Анализ с использованием ПО Аргоннской лаборатории показал, что DEUR снижает стоимость производства ячеек на 56 % и уменьшает выбросы и водопотребление.
После второго цикла регенерации батарея сохраняет около 90 % исходной емкости. Исследователи намерены применить метод к другим формам деградации — например, утере лития. Команда также планирует адаптировать технологию для промышленных батарей и крупных литий-ионных систем.
