Технология DEER сможет восстанавливать батареи электромобилей

Время на прочтение: 2 минут(ы)

Проблема утилизации литий-ионных аккумуляторов становится все острее с каждым годом по мере роста рынка электромобилей. Традиционные методы переработки — плавка при экстремальных температурах или растворение в агрессивных кислотах — дороги, энергозатратны и наносят вред экологии. Кроме того, в тех же США или в Европе, вынуждены импортировать критически важные минералы (никель, кобальт) для производства новых батарей, так как собственных запасов недостаточно, что создает геополитические уязвимости.

Исследователи из Корнелльского университета предложили альтернативу, которая превращает линейную модель «произвел-использовал-выбросил» в замкнутый цикл. Новая технология под названием Direct Electrode-to-Electrode Regeneration (DEER) позволяет восстанавливать отработавшие электроды без их измельчения.

Вместо того чтобы отправлять аккумулятор на переплавку, ученые извлекают его электроды целыми, вместе с токосъемниками. Их помещают в электрохимическую ванну со специальным раствором — 1,3-диметил-2-имидазолидиноном (DMI). Этот состав бережно растворяет толстый изолирующий слой (твердый электролитный интерфаз — SEI), который неизбежно образуется на поверхности электродов после сотен циклов зарядки и разрядки, блокируя поток электронов и снижая емкость батареи. После очистки электроды возвращаются в новый корпус.

«Мы ремонтируем их «как есть», без дробления в порошок, а затем ставим обратно в новую батарею», — пояснила Вибха Калра, профессор химической инженерии Колледжа инженерии Корнелла, руководившая проектом.

Результаты испытаний технологии DEER:

• Батареи восстанавливают до 95% своей первоначальной мощности. Более того, тесты показали, что очищенные от слоя SEI элементы теряют заряд даже медленнее, чем абсолютно новые заводские аналоги (парадокс…). При повторной деградации процедуру можно повторить, хотя эффективность второго цикла уже ниже.
• Стоимость производства переработанной ячейки снижается на 56%. Если сейчас традиционная пирометаллургия обходится примерно в 26,31 доллара за килограмм сырья, то DEER — в 15,25 доллара. Основным фактором затрат остается сам химический раствор DMI, на который приходится около 62% стоимости процесса. Но ученые считают, что экономику можно улучшить, если найти способ регенерации самого раствора для повторного использования.
• Процесс значительно сокращает потребление воды и выбросы вредных веществ в атмосферу по сравнению с существующими методами, т.е. экологический аспект тоже учтен.

На данный момент метод успешно протестирован на аккумуляторах со степенью износа 70–80% — именно такие показатели типичны для батарей бывших в употреблении электрокаров. Технология пока эффективна только против деградации, вызванной накоплением слоя SEI. Тоесть она на не поможет, если потеря емкости связана с физическим разрушением структуры батареи или потерей «активного» лития.

По мнению экспертов, подобная «электродная регенерация» открывает путь к созданию по-настоящему зеленой индустрии электромобилей, где старые компоненты получают вторую жизнь почти без потери качества.

N.B.
Следующим шагом для команды станет масштабирование метода для работы с промышленными аккумуляторами и разработка способов борьбы с другими видами износа. Исследование было опубликовано 9 июня в журнале Energy and Environmental Science. Ведущим автором статьи является постдокторант Кивон Ким, среди соавторов — докторант Ченлу Ян и Сабин Галлахер из Аргоннской национальной лаборатории. Дополнительную поддержку проекту оказала стипендия Pao-Wang Fellowship. Программное обеспечение для анализа данных предоставили специалисты Аргоннского национального центра ReCell Center.

Больше хороших новостей по теме
Новые песочные батареи для сохранения зеленой энергии

---

Использованные источники:
https://pubs.rsc.org/ee/article/19/13/4199/1260994/Direct-electrode-to-electrode-regeneration-of-endhttps://autos.yahoo.com/ev-and-future-tech/articles/cornell-electrochemical-bath-revives-dead-183844991.html
https://news.cornell.edu/stories/2026/06/electrochemical-bath-recycles-critical-minerals-batteries
Фото обложки: www.magnific.com

♯ больше хороших новостей ♯ новые технологии ♯ хорошие новости про электротранспорт