Forskare utvecklar en metod för att återuppliva urladdade litiumbatterier till nästan 100 % av kapaciteten

Vid konventionell batteriåtervinning demonteras batterierna vanligtvis helt, varefter man använder komplicerade och energikrävande metoder för att utvinna de viktigaste materialen som behövs för att tillverka nya batterier. Ett forskarteam vid Cornell University har utvecklat en ny process för att återställa uttjänta litiumjonbatterier utan att behöva finfördela dem, vilket potentiellt kan förlänga batteriernas livslängd och samtidigt sänka återvinningskostnaderna.

Processen, som kallas Direct Electrode-to-Electrode Regeneration (DEER), bygger på en helt annan metod: batterierna nedsänks i en elektrokemisk lösning som löser upp det tjocka lagret av avlagringar – känt som den fasta elektrolytgränssnittet (SEI) – som ackumuleras under hundratals laddningscykler. Även om ett tunt SEI-skikt är nödvändigt för batteriets funktion, blir det gradvis tjockare under upprepade laddningscykler, vilket ökar motståndet och minskar kapaciteten, och är i slutändan en av de främsta orsakerna till att batterier tas ur bruk, även om resten av batteriets fysiska struktur förblir intakt.

I tester återfick de återställda batterierna upp till 95 % av sin ursprungliga kapacitet. Behandlingen lägger också på ett tunt skyddande skikt som bromsar framtida nedbrytning. Batterier som genomgick ytterligare en regenereringsomgång behöll cirka 90 % av sin kapacitet, vilket tyder på att processen kan förlänga batteriernas livslängd flera gånger. De potentiella ekonomiska och miljömässiga fördelarna är också övertygande: en analys förutspår att DEER skulle kunna sänka tillverkningskostnaden för återvunna celler med 56 % samtidigt som skadliga luftföroreningar och vattenförbrukningen minskas jämfört med konventionella återvinningsmetoder.

Forskargruppen arbetar nu med att utvidga tekniken bortom SEI-relaterad nedbrytning för att ta itu med andra former av batterislitage, såsom litiumförlust, med det långsiktiga målet att göra batteriåtervinningen snabbare, billigare och mer hållbar för elfordon och storskaliga energilagringssystem.