Вчені знайшли спосіб відновлення старих батарей за допомогою "магії" розплавленої солі

Вчені зі Школи матеріалознавства та інженерії Центрального південного університету (Китай) розробили стратегію регенерації розплавленої солі в умовах високих температур, долаючи обмеження традиційних розплавлених солей, які не можуть повністю відновити літій-іонні батареї, які сильно деградували, за низьких температур, пише interestingengineering.com.

До речі, розроблено проривний літій-повітряний акумулятор для дронів. Він має набагато більшу щільність енергії, ніж літій-іонні аналоги, що дає змогу БПЛА літати довше без підзарядки.

Щорічно викидається колосальна кількість літій-іонних акумуляторів, і тільки 5% з них переробляються в усьому світі, що становить 8 млн т відходів на рік. У зв'язку зі зростаючим попитом на зберігання енергії відходи літій-іонних акумуляторів збільшуються на 20% на рік, що призводить до критичних показників утилізації та викликає серйозні побоювання з приводу переробки, оскільки, за прогнозами, до 2036 року вони можуть перевищити 136 000 т.

Розплавлені солі, незважаючи на свої переваги, не в змозі повною мірою розв'язати такі проблеми, як істотна втрата активного літію, домішкові фази і структурні дефекти. Ці обмеження перешкоджають відновленню продуктивності в сильно пошкоджених батареях, вимагаючи термінової оптимізації систем розплавленої солі.

У дослідженні команда вчених представила вдосконалений підхід з використанням розплавленої солі, який передбачає застосування високотемпературних умов для поліпшення регенерації катода. Включаючи високоплавкий хлорид калію (KCl), вони поліпшили іонний обмін і масоперенос, що дало змогу повністю перекристалізувати сильно деградовані катоди S-NCM, утворені шляхом поєднання нікелю (Ni) і марганцю (Mn) з оксидом літію-кобальту (LCO).

Результати показали, що метод ефективно відновлює структурні дефекти, мінімізує домішкові фази і відновлює втрачений літій, що призводить до значного підвищення стабільності та продуктивності батареї. Процес регенерації дає змогу потрійним катодам, званим R-NCM, розвиватися в стабільні окремі зерна. Це перетворення ефективно відновлює структурні дефекти, які утворилися через сильну деградацію кристала з плином часу.

Крім того, перероблений катод з монокристалічною структурою ефективно пригнічує тріщини частинок і шкідливі побічні реакції під час циклювання, забезпечуючи збереження ємності 81,2% після 200 циклів за 1 градуса Цельсія.

Тепер дослідницька група сподівається розширити застосування цього методу регенерації на ширший діапазон деградованих катодів літій-іонних акумуляторів, включно з катодами з різним складом перехідних металів.

Раніше ми писали, що придумано акумулятор, який "самовідновлюється". Вчені розробляють нове покоління акумуляторів для електромобілів, які будуть стійкішими, дешевшими і неймовірно ефективними.