Химическая инъекция помогает «оживить» старые батареи

Японские ученые разработали метод, позволяющий существенно восстановить первоначальную емкость аккумуляторов после их деградации из-за многочисленных циклов заряда-разряда.

Литиевые аккумуляторы для электромобилей. Фото: South_agency/iStock — Литиевые аккумуляторы для электромобилей. Фото: *South_agency/iStock*

Литий-ионные аккумуляторы — самый распространённый тип аккумуляторов на сегодняшний день, используемый в транспортных средствах и повседневных устройствах, таких как электромобили, ноутбуки и смартфоны. Однако со временем они теряют способность накапливать заряд, становясь менее эффективными и надёжными. Это происходит из-за потери электрически заряженных частиц, или ионов, которые хранят и высвобождают энергию внутри аккумулятора.

Группа экспертов из Центральной научно-исследовательской лаборатории Toyota в Японии нашла способ восполнить эти ионы и значительно восстановить первоначальную емкость аккумулятора, сообщило издание Interesting Engineering 10 марта. Новое исследование опубликовано в журнале Joule.

В частности, они ввели в аккумулятор специальное вещество, называемое регенерирующим реагентом. Это вещество запускало химическую реакцию, в результате которой образовывалось больше электронов и ионов лития – двух типов заряженных частиц, помогающих аккумуляторам накапливать энергию. Добавив эти частицы, учёные смогли обратить вспять процесс деградации аккумулятора и восстановить 80% его первоначальной ёмкости. Регенеративный аккумулятор сохранял свою производительность в течение 100 циклов зарядки-разрядки.

Команда протестировала новый метод на различных аккумуляторах, больших и малых, в том числе используемых в автомобилях. «Эффективность была подтверждена не только на небольших аккумуляторах в лаборатории, но и на больших аккумуляторах, используемых в автомобилях», — сказал Нобухиро Огихара, руководитель исследования.

Новый метод может продлить срок службы литий-ионных аккумуляторов, позволяя повторно использовать их в электромобилях и других устройствах, вместо того чтобы выбрасывать их или подвергать сложной разборке и переработке. Это экономит деньги, ресурсы и бережно относится к окружающей среде, поскольку литий-ионные аккумуляторы содержат редкие металлы, такие как кобальт и никель, которые часто добываются неэкологичными способами.

Однако новый метод подходит не для всех типов деградировавших аккумуляторов и эффективен только для аккумуляторов, потерявших ионы из-за многократной зарядки и разрядки, но не для аккумуляторов со структурными повреждениями или другими формами деградации. Кроме того, необходим метод точной диагностики состояния аккумуляторов, чтобы определить, подходят ли они для химической инъекции.

По словам Жаклин Эдж, изучающей деградацию аккумуляторов в Имперском колледже Лондона, необходимы более долгосрочные исследования, чтобы понять потенциальные побочные эффекты и безопасность инъекций химических веществ в аккумуляторы. Группа исследователей подала заявку на патент на новый метод, который привлек интерес и финансирование со стороны ряда компаний и государственных учреждений.

Ту Тао (по данным Interesting Engineering )

Ссылка на источник