Впрыскивание химических веществ помогает «оживить» старые батареи.

Японские ученые разработали метод, позволяющий значительно восстановить первоначальную емкость батарей после их деградации в результате многочисленных циклов зарядки-разрядки.

Литиевые батареи, используемые в электромобилях. Фото: South_agency/iStock — Литиевые батареи, используемые в электромобилях. Фото: *South_agency/iStock*

В настоящее время литий-ионные батареи являются наиболее распространенным типом перезаряжаемых батарей, питающих повседневные устройства и приборы, такие как электромобили, ноутбуки и смартфоны. Однако со временем они постепенно теряют способность удерживать заряд, становясь менее эффективными и менее надежными. Это происходит из-за потери носителей заряда, или ионов, которые накапливают и высвобождают энергию внутри батареи.

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

В частности, они ввели в батарею специальное вещество, называемое восстанавливающим реагентом. Это вещество запускает химическую реакцию, в результате которой образуется больше электронов и ионов лития. Это два типа заряженных частиц, которые помогают батарее накапливать энергию. Добавив эти частицы, исследовательская группа смогла обратить вспять процесс деградации батареи и восстановить 80% ее первоначальной емкости. Восстановленная батарея может сохранять работоспособность в течение 100 циклов зарядки-разрядки.

Исследовательская группа протестировала новый метод на различных типах батарей, как больших, так и малых, в том числе используемых в автомобилях. «Эффективность метода была подтверждена не только на небольших батареях в лабораторных условиях, но и на больших батареях, используемых в автомобилях», — сказал Нобухиро Огихара, ведущий научный сотрудник исследования.

Новый метод может продлить срок службы литий-ионных батарей, позволяя повторно использовать их в электромобилях или других устройствах вместо того, чтобы выбрасывать или подвергать сложным процессам разборки и переработки. Это экономит средства и ресурсы, а также защищает окружающую среду, поскольку литий-ионные батареи содержат редкоземельные металлы, такие как кобальт и никель, которые часто добываются нерациональными способами.

Однако новый метод не подходит для всех типов деградировавших батарей; он эффективен только для батарей, потерявших ионы в результате многократных циклов зарядки-разрядки, а не для батарей со структурными повреждениями или другими формами деградации. Кроме того, необходим точный диагностический метод для определения состояния батареи и ее пригодности для химической инъекции.

По словам Жаклин Эдж, эксперта по деградации батарей из Имперского колледжа Лондона, необходимы долгосрочные исследования для лучшего понимания потенциальных побочных эффектов и безопасности введения химических веществ в батареи. Исследовательская группа подала заявку на патент на новый метод, что привлекло интерес и финансирование от нескольких компаний и государственных учреждений.

Тху Тао (по данным Interesting Engineering )

Ссылка на источник