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
Сегодня литий-ионные аккумуляторы являются наиболее распространенным типом перезаряжаемых батарей, которые используются в повседневных транспортных средствах и таких устройствах, как электромобили, ноутбуки и смартфоны. Однако со временем они теряют способность удерживать заряд, становятся менее эффективными и менее надежными. Это происходит потому, что они теряют электрически заряженные частицы, или ионы, которые помогают хранить и высвобождать энергию внутри батареи.
Группа экспертов из Центральной научно-исследовательской лаборатории Toyota в Японии нашла способ восполнить эти ионы и существенно восстановить первоначальную емкость аккумулятора, сообщило издание Interesting Engineering 10 марта. Новое исследование опубликовано в журнале Joule.
В частности, они вводят в аккумулятор специальное вещество, называемое восстановительным реагентом. Это вещество запускает химическую реакцию, в результате которой образуется больше электронов и ионов лития. Это два типа заряженных частиц, которые помогают аккумуляторам хранить энергию. Добавив эти частицы, команде удалось обратить вспять процесс деградации батареи и восстановить 80% ее первоначальной емкости. Восстановленный аккумулятор способен сохранять работоспособность в течение 100 циклов заряда-разряда.
Команда протестировала новый метод на различных аккумуляторах, больших и малых, в том числе используемых в автомобилях. «Эффективность была проверена не только на небольших батареях в лабораторных условиях, но и на больших батареях, используемых в автомобилях», — сказал Нобухиро Огихара, ведущий ученый 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 сложным процессам разборки и переработки. Это экономит средства, ресурсы и окружающую среду, поскольку литий-ионные аккумуляторы содержат редкие металлы, такие как кобальт и никель, которые часто добываются неэкологичными способами.
Однако новый метод не подходит для всех типов деградировавших аккумуляторов, а эффективен только для аккумуляторов, потерявших ионы из-за многократной зарядки и разрядки, а не для аккумуляторов, имеющих структурные повреждения или другие формы деградации. Кроме того, необходим метод точной диагностики состояния аккумуляторов, чтобы определить, подходят ли они для инъекций химикатов.
По словам Жаклин Эдж, эксперта по деградации аккумуляторов в Имперском колледже Лондона, необходимы более долгосрочные исследования, чтобы лучше понять потенциальные побочные эффекты и безопасность инъекций химикатов в батареи. Команда подала патент на новый метод, что привлекло интерес и финансирование со стороны нескольких компаний и государственных учреждений.
Ту Тао (по данным Interesting Engineering )
Ссылка на источник
Комментарий (0)