Китайски учени разработиха иновативен метод за регенерация на катоди от литиево-железен фосфат (LiFePO₄) посредством естествени съединения, извлечени от чай. Подходът предлага нискоразходна, енергийно ефективна и щадяща околната среда алтернатива на традиционните методи за рециклиране на батерии. Резултатите са публикувани в списание Advanced Materials.

Ново решение за рециклиране на литиево-йонни батерии

С нарастващата употреба на литиево-йонни батерии в електрически превозни средства все повече от тях достигат края на жизнения си цикъл. Това поражда сериозни опасения за замърсяване на околната среда и разхищение на ценни ресурси. Конвенционалните методи – хидро- и пирометалургия – извличат единствено ценни метали и са икономически неизгодни за катоди от LiFePO₄. За разлика от тях, директната регенерация възстановява материалите по-ефективно и устойчиво.

Как чаят възстановява батерийните материали

Екипът от Института по физика на твърдото тяло (Хъфей) към Китайската академия на науките, съвместно с Международното училище на Университета Цинхуа в Шънджън и Технологичния университет в Суджоу, използва чайни полифеноли като донори на електрони.

В комбинация с литиеви соли учените успяват да:

  • превърнат деградиралата фаза FePO₄ обратно в LiFePO₄;

  • намалят вредните дефекти Li–Fe;

  • възстановят структурата и състава на катода и да изградят отново канали за бърза дифузия на литиеви йони.

Укрепване на структурата и по-дълъг живот

За да поправят повредени въглеродни слоеве по частиците на катода, изследователите въвеждат източник на алуминий. В резултат се образува целево композитно покритие от AlPO₄ и Li₃PO₄ върху увредените зони. Това възстановява електронно-йонните транспортни канали и подобрява проводимостта. Допълнителното леко легиране с алуминий увеличава стабилността на структурата, като същевременно ограничава миграцията на железни йони и удължава живота на възстановените катоди.

Значение за бъдещето на батериите

Този пробив предлага екологична и икономически изгодна алтернатива за удължаване на живота на литиево-йонните батерии, което е от ключово значение за прехода към устойчива енергия и масовото използване на електрически превозни средства.

Източник: TechXplore