Объединенная группа исследователей из американского консорциума перспективных аккумуляторных батарей (USABC) и производителя аккумуляторов A123 Systems разработала новый метод извлечения некоторых материалов из катодов, используемых в литиевых энергоэлементах, которые затем можно использовать для изготовления новых аккумуляторов. В статье, опубликованной в журнале Joule, группа заявила, что с помощью этого процесса из отслуживших срок АКБ можно создавать новые, при этом ещё более эффективные.
В настоящее время лишь малое количество батарей производится из вторичных материалов, и чаще всего старые разряженные батареи оказываются на свалках. Соответственно, для производства новых аккумуляторов необходимы и новые материалы. Однако в исследовании, проведённом группой американских ученых, говорится, что, по крайней мере, некоторые материалы, полученные в результате переработки выработавших свой ресурс АКБ, можно повторно использовать для изготовления новых. Ими была разработана система, способная отделять металлы, используемые в катодах литиевых батарей, в частности — никель, марганец и кобальт.
Технология начинается с полного разряда аккумуляторов. Затем батареи измельчаются и «перегоняются» через сито, отделяющее друг от друга бывшие составляющие АКБ. После чего отбирают мельчайшую «смесь», содержащую катодные материалы, примеси сторонних металлов и немного графита. Следующий этап переработки включает отделение необходимых для создания новых АКБ веществ с помощью фильтрации и выщелачивания. Итогом всего процесса становится получение определённого количества никеля, марганца и кобальт, которые находятся в порошкообразном состоянии. Как отмечают исследователи, такие порошки можно использовать для создания новых катодов для новых батарей.
В ходе исследования также выяснилось, что под микроскопом порошкообразные частицы имеют более крупные поры, чем материалы, добытые непосредственно из шахт, и пониженную хрупкость, что вкупе даёт возможность производить батареи лучшего качества, обеспечивая наилучшую диффузию ионов. Такие энергоносители с меньшей вероятностью потрескаются после многократных циклов «заряд/разряд».
В качестве эксперимента ученые изготовили батареи из переработанных аккумуляторов и протестировали их по протоколу, разработанному USABC. Оказалось, что «вторичные» накопители энергии работают так же хорошо или даже лучше, чем обычные.
К настоящему моменту несколько участников исследовательской группы организовали стартап под названием Battery Resources и уже начали реализовывать вторичные материалы. У них в планах постройка к концу 2022 года предприятия, способного перерабатывать 10000 тонн аккумуляторных батарей ежегодно.