Группа исследователей из Китая разработала технологию, которая позволит восстанавливать емкость старых литий-ионных аккумуляторных батарей за счет 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 емкости батареи.
Обычно проблема изношенных аккумуляторов решается их заменой. Однако китайские ученые 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 определенным напряжением.
Используя эту технологию, ученые сумели почти полностью восстановить емкость сильно деградировавшей литий-железо-фосфатной батареи, потерявшей 15 % емкости. В целом же, ученые 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 определенной 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 счет добавления лития, вероятно, не только сократит расходы, но и сделает такие системы более экологичными. Более детальная информация об исследовании китайских ученых опубликована в журнале Nature.
