Вторая жизнь аккумуляторов: ученые научились превращать старые LFP-батареи в современные LMFP

Исследователи из Калифорнийского университета в Сан-Диего представили инновационную методику переработки литий-железо-фосфатных (LFP) АКБ, которая позволяет не просто восстановить ресурс элементов, а провести их качественную модернизацию. Вместо базовой регенерации старых батарей специалисты трансформируют их в более эффективные литий-марганец-железо-фосфатные (LMFP) аккумуляторы.

Традиционные методы рециклинга предполагают демонтаж батарей до первичных химических соединений, которые затем снова пускаются в цикл производства. Инновационный подход экспертов основан на глубокой химической модификации уже существующих катодных структур. Путем добавления лития, марганца и фосфатов инженеры формируют усовершенствованный LMFP-катод, который выигрывает в энергоемкости, при этом сохраняя все сильные стороны LFP-технологий: эксплуатационную безопасность, длительный жизненный цикл и доступную стоимость.

Ключевым технологическим вызовом стала задача равномерного распределения марганца внутри кристаллической решетки. Для её преодоления был разработан двухэтапный процесс: создание промежуточного соединения — литий-марганец-фосфата (LMP) — с последующей конверсией в гомогенную структуру LMFP. Дополнительное нанесение углеродного покрытия на частицы способствует повышению электропроводности и обеспечивает стабильность работы элемента при интенсивных циклах заряда и разряда.

Разработчики отмечают, что данный метод позволяет исключить энергозатратные операции, такие как высокотемпературная плавка и воздействие агрессивными химическими реагентами, типичные для нынешних мощностей по переработке. Это открывает перспективы для существенного снижения углеродного следа, сокращения объемов отходов и повышения общей экономической эффективности процесса утилизации.

Методика прошла апробацию на элементах питания от различных производителей. Тестирования подтвердили, что модифицированный материал превосходит исходные LFP-катоды по запасу энергии, при этом работоспособность технологии была успешно доказана как на лабораторных прототипах, так и на аккумуляторах, сопоставимых с теми, что применяются в современных электрокарах.

Источник: iXBT