Ученые из Калифорнийского университета в Сан-Диего предложили инновационный метод переработки литий-железо-фосфатных (LFP) аккумуляторов. Вместо классической утилизации с извлечением сырья, они нашли способ трансформировать старые элементы в более совершенные и энергоемкие литий-марганец-железо-фосфатные (LMFP) аккумуляторы.
Традиционная переработка АКБ подразумевает полную разборку и химическую очистку материалов, что является дорогостоящим и энергозатратным процессом. Новый метод исследователей позволяет сохранить структуру катодного материала практически в исходном виде, подвергая его целенаправленной химической модификации. В процессе «апгрейда» в состав добавляют литий, марганец и фосфаты, превращая стандартный LFP-катод в высокопроизводительный LMFP. Такая технология сохраняет главные достоинства LFP-батарей: повышенную безопасность, долговечность и доступную стоимость производства.
Тонкости процесса трансформации
Одной из ключевых инженерных задач стала проблема обеспечения равномерного распределения марганца внутри катода. Для решения этой проблемы ученые создали промежуточное соединение — литий-марганец-фосфат (LMP), которое в ходе последующей обработки преобразуется в однородную структуру LMFP. Дополнительно исследователи наносят на частицы материала защитный слой углерода, что существенно улучшает электропроводность и продлевает срок службы аккумулятора, делая его более устойчивым к деградации при многократных циклах зарядки и разрядки.
Преимущества и результаты тестов
Использование этого подхода позволяет исключить из производственной цепочки такие ресурсоемкие этапы, как высокотемпературная плавка или агрессивная химическая обработка, принятая в современной индустрии. По мнению авторов разработки, это не только снижает объем промышленных отходов, но и значительно повышает экономическую эффективность повторного использования аккумуляторов.
Эффективность технологии уже подтверждена на практике: прототипы, созданные из старых LFP-элементов разных производителей, продемонстрировали заметный прирост энергоемкости. Испытания проводились как на уровне лабораторных образцов, так и на элементах питания, сопоставимых с теми, что используются в современных электромобилях.
