Китайские учёные придумали, как продлить срок службы литий-ионных аккумуляторов
Группа исследователей из Китая разработала технологию, которая позволит восстанавливать ёмкость старых литий-ионных аккумуляторных батарей за счёт добавления в них новых порций лития. Такой подход позволит существенно продлить срок службы батарей, но на данном этапе технология применима только в промышленных масштабах, например, в системах хранения энергии.
На старение литий-ионных аккумуляторов влияет несколько факторов, включая увеличение межфазного слоя твердотельного электролита на аноде, который поглощает ионы лития и увеличивает сопротивление. Со временем к этому прибавляется деградация электродов и разрушение электролита, что в целом приводит к снижению ёмкости батареи.
Обычно проблема изношенных аккумуляторов решается их заменой. Однако китайские учёные применили иной подход к этому вопросу. Они задействовали алгоритм на базе искусственного интеллекта и законы органической химии для создания специального литийсодержащего соединения, которое высвобождает литий при попадании в батарею с определённым напряжением.
Используя эту технологию, учёные сумели почти полностью восстановить ёмкость сильно деградировавшей литий-железо-фосфатной батареи, потерявшей 15 % ёмкости. В целом же, учёные считают, что разработанная ими технология потенциально позволит увеличить срок службы аккумуляторов на 12-16 тыс. циклов зарядки и разрядки.
Однако здесь не обошлось без нюансов. Например, технология добавления лития применима только к батареям определённой конструкции, которая позволит закачивать литийсодержащее вещество. Также непонятно, будет ли технология актуальна для потребительских литий-ионных аккумуляторов, поскольку они имеют несколько другой химический состав, чем промышленные батареи.
Тем не менее, для крупномасштабных систем хранения энергии, где максимальная отдача от дорогостоящих батарей очень важна, возможность продления срока службы аккумуляторов за счёт добавления лития, вероятно, не только сократит расходы, но и сделает такие системы более экологичными. Более детальная информация об исследовании китайских учёных опубликована в журнале Nature.