Ученые улучшили методы утилизации и обновления катодов литий-ионных батарей
Москва, 13:25, 18 Апр 2019, редакция FTimes.ru, автор Евгения Ковалева.
Исследователи из Калифорнийского университета Сан-Диего улучшили процесс переработки, восстанавливающий разрушенные катоды старых литий-ионных батарей. Метод безопаснее и использует меньше энергии, в сравнении с предыдущей версией.
Технология позволяет восстановить оригинальную мощность и долговечность катодов, сообщает eurekalert.org. Проектом руководил профессор Чжэн Чен. Выводы исследования представлены в Advanced Energy Materials.
«Из-за быстрого роста рынка электромобилей, мировая производственная мощность литий-ионных батарей будет составлять сотни ГВт*ч в год в следующие 5 лет, — сказал Чен. – Проект предлагает способ восстановить работоспособность аккумуляторов после 5-10 лет использования».
Ранее команда разработала прямой утилизационный подход для восстановления деградировавших катодов. Он пополняет электроды ионами лития и возвращает начальную атомную структуру. Но процесс требовал давления около 10 атмосфер, повышая стоимость и опасность метода.
В новом исследовании специалисты предложили более мягкие условия. Аналогичные результаты достигались при 1 атмосфере (нормальное давление). Ключом к успеху стало использование эвтектических (легкоплавких) смесей 2 и более солей лития. Они создают не содержащие растворителей жидкости, которыми ученые растворяют разрушенный катодный материал и восстанавливают содержание ионов лития без дополнительного давления.
Частицы электродов соединяются с легкоплавкими солями. Смесь нагревается в 2 этапа – до 300°С и 850°С. Вторая стадия длится несколько часов, после чего материал охлаждается естественным путем. Ученые использовали метод для получения NMC (LiNi0.5Mn0.3Co0.2), популярного катода из никеля, марганца и кобальта.
«Мы сделали новый элемент из вторсырья. Его мощность и долговечность соответствовали показателям аналогов с первичного рынка», — сказал Ян Ши, первый автор работы.
Команда модифицирует процесс, чтобы он подходил для переработки любых катодных материалов из литий- и натрий-ионных аккумуляторов.
