بازسازی ۹۵ درصدی باتری خودروهای برقی با روش جدید کرنل

فرسودگی باتری یکی از چالش‌های مهم خودروهای برقی است، اما پژوهشگران دانشگاه کرنل (Cornell) راهکاری متفاوت برای افزایش عمر باتری‌های لیتیوم‌یونی پیدا کرده‌اند.

به گزارش ایتنا به نقل از Techspot،این روش که «بازسازی مستقیم الکترود به الکترود» یا DEER نام دارد، به‌جای تجزیه کامل باتری و استخراج فلزات ارزشمند، تلاش می‌کند بخش‌های فرسوده اما همچنان قابل‌استفاده باتری را مستقیماً احیا کند.

یکی از عوامل رایج کاهش عملکرد باتری‌های لیتیوم‌یونی، تشکیل لایه‌ای به نام «فاز بین‌سطحی الکترولیت جامد» یا SEI روی سطح الکترودهاست. وجود مقدار مشخصی از این لایه ضروری است، اما با افزایش ضخامت آن، حرکت الکترون‌ها دشوارتر شده و ظرفیت باتری کاهش پیدا می‌کند.

در فرایند DEER، سلول‌های مصرف‌شده باز می‌شوند و الکترودها در یک حمام الکتروشیمیایی حاوی ماده‌ای به نام DMI قرار می‌گیرند. این فرایند بخش ضخیم و اضافی لایه SEI را حذف می‌کند، بدون آنکه خود الکترود از بین برود. سپس الکترودهای احیاشده می‌توانند برای ساخت سلول‌های باتری جدید مورد استفاده قرار گیرند.

آزمایش‌های پژوهشگران نشان دادند که سلول‌های بازسازی‌شده می‌توانند تا ۹۵ درصد ظرفیت اولیه خود را بازیابی کنند. همچنین سرعت افت ظرفیت آنها پس از احیا کمتر بود. باتری‌های درمان‌شده در هر چرخه حدود ۰/۰۴۲ درصد از ظرفیت خود را از دست دادند، در حالی که این رقم برای باتری‌های فرسوده و درمان‌نشده ۰/۰۷۲ درصد بود. این مزیت حدود ۸۰۰ چرخه حفظ شد.

این فناوری می‌تواند برای باتری خودروهای برقی اهمیت زیادی داشته باشد؛ زیرا باتری‌ها معمولاً زمانی از خودرو خارج می‌شوند که ظرفیت آنها به حدود ۷۰ تا ۸۰ درصد ظرفیت اولیه رسیده است، در حالی که برخی اجزای آنها هنوز قابل استفاده هستند.

با این حال، DEER برای همه باتری‌های فرسوده مناسب نیست و در مواردی مانند ترک‌خوردگی ساختاری، کاهش شدید لیتیوم یا آسیب مکانیکی، بازیافت متداول همچنان ضروری خواهد بود. همچنین باتری باید پیش از فرایند باز شود. برآورد کرنل نشان می‌دهد هزینه این روش می‌تواند حدود ۱۵/۲۵ دلار به ازای هر کیلوگرم باشد، در مقایسه با ۲۶/۳۱ دلار برای برخی روش‌های متداول بازیافت.