Учени създадоха батерии с два пъти по-дълъг живот

Учени от Политехническия институт на Уорчестър в САЩ са разработили метод за рециклиране на литиево-йонни батерии, при който новите клетки издържат приблизително два пъти повече цикли на зареждане и разреждане от клетки, произведени с търговски материали.

Изследването е ръководено от професор Ян Уан и е публикувано в научното списание Advanced Energy Materials. За разлика от много съществуващи технологии, които се концентрират основно върху катода, екипът е обработил повторно и двата основни електрода на батерията.

Рециклирани са и катодът, и анодът

Изследователите са превърнали нисконикелови катодни материали от използвани батерии в NMC622 – материал с по-висока производителност. Паралелно с това са пречистили и подобрили графита, извлечен от стари батерии, за да го използват като материал за анода.

След това са изработили пълни пакетни клетки, в които и катодът, и анодът са направени от преработени материали. При изпитанията тези клетки са показали по-малко странични химични реакции и приблизително два пъти по-дълъг цикличен живот.

След 2590 цикъла на зареждане и разреждане клетките са запазили 70% от първоначалния си капацитет. Според екипа подобрената структура улеснява движението на литиевите йони и ограничава процесите, които постепенно влошават работата на батерията.

Какво може да промени технологията

Резултатите са важни заради нарастващото количество отпадъчни батерии от телефони, компютри, електромобили и системи за съхранение на енергия. Вместо старите клетки да бъдат разглобявани единствено за извличане на отделни метали, материалите от тях могат да бъдат превръщани в компоненти за нови батерии с по-добри характеристики.

„Общото впечатление е, че рециклираният материал не е толкова добър, колкото първичният“, казва Ян Уан пред IEEE Spectrum в по-ранен разговор за разработките на екипа. Новото изследване оспорва именно това схващане, макар че резултатите са получени при лабораторни изпитания.

Анализът на изследователите показва, че процесът може да позволи повторната употреба на над 95% от отпадъчните материали. Изчисленията сочат още потенциално увеличение на рентабилността с 22,9%, намаляване на емисиите на парникови газове с 27% и спад на енергопотреблението с 29,4% спрямо използвания за сравнение процес.

Тези показатели са резултат от анализи, а не от работа на промишлена линия. Преди технологията да бъде приложена широко, тя трябва да бъде изпитана в по-голям мащаб и да се потвърди, че качеството и дългият живот на клетките се запазват при реално производство.

Източници: bgnes.com, spectrum.ieee.org