MWC 2018
2018
Computex
IFA 2018
Учёные Корнеллского университета (Cornell) предложили необычный способ возвращать заводскую ёмкость отработанным литийионным аккумуляторам без традиционной переработки с измельчением компонентов, плавкой и кислотным выщелачиванием. Для этого они придумали электрохимическую ванну, которая буквально возрождает старые аккумуляторы к жизни — полежал в ней немного, и снова как новенький!
Источник изображения: ИИ-генерация ChatGPT/3DNews
Метод возвращения аккумуляторам почти полной первоначальной ёмкости получил название DEER (Direct Electrode-to-Electrode Regeneration), то есть прямая регенерация «электрод-в-электрод». Вместо того чтобы превращать батареи в измельчённую массу для извлечения металлов и минералов с последующим новым производством электродов, учёные извлекают из старых элементов, по сути, целые электроды и восстанавливают их в электрохимической ванне, после чего эти же электроды можно заново использовать при сборке ячейки.
Целью всех этих манипуляций с окунанием в ванну является нарастающий со временем толстый межфазный слой SEI на поверхности электродов. Тонкий межфазный слой нужен аккумулятору для нормальной работы, но при многократных циклах заряда и разряда он разрастается, увеличивает сопротивление, блокирует активные участки и снижает доступную ёмкость. Технология восстановления электродов DEER предполагает помещение NMC-катодов и графитовых анодов б/у-аккумуляторов в электрохимическую ванну с раствором на основе 1,3-диметил-2-имидазолидинона (DMI) — растворителя, способного растворять электрохимически неактивные компоненты старой межфазной плёнки.
По данным авторов, такая обработка сохраняет механическую целостность электродов и позволяет вернуть до 95 % первоначальной ёмкости, причём после регенерации на поверхности остаётся межфазная прослойка, которая дополнительно стабилизирует работу ячейки и подавляет дальнейший рост «плохого» слоя. Более того, такой восстановленный аккумулятор можно будет снова вернуть к жизни после длительной эксплуатации, правда, восстановив ему уже около 90 % первоначальной ёмкости.
Очевидная ценность подхода заключается в том, что он сокращает число этапов переработки: не нужно разрушать электрод, извлекать никель, кобальт, марганец, литий, медь и алюминий, а затем заново синтезировать и наносить активные материалы. Технико-экономический и экологический анализ, выполненный с использованием инструментов Argonne National Laboratory ReCell Center, показал потенциальное снижение стоимости восстановления отработанных ячеек на 56 % по сравнению с традиционной пирометаллургией и гидрометаллургией, а также снижение энергозатрат, выбросов и водопотребления.
Источник:
