Специалисты Калифорнийского университета в Сан-Диего разработали водорастворимое связующее вещество, которое упрощает производство литий-ионных батарей и снижает расход энергии.
Связующее вещество выполняет роль клея, который удерживает материалы электродов на металлической фольге внутри батареи. Обычно для этого используют соединения с содержанием фтора. Они обеспечивают прочность конструкции, но требуют токсичных растворителей при производстве и затрудняют переработку.
Американские инженеры предложили заменить их смесью двух доступных полимеров — полиакриловой кислоты и карбоксиметилцеллюлозы. Для соединения компонентов ученые использовали лимонную кислоту. Полученный материал отличается прочностью и гибкостью, а также растворяется в воде.
Испытания показали, что аккумуляторы с новым связующим работают не хуже традиционных. После сотен и тысяч циклов зарядки они даже лучше сохраняли емкость. Материал также подошел для нескольких типов электродов, включая графитовые и кремниевые.
При переработке исследователи погрузили электроды в воду. Связующее растворилось, а активные материалы отделились от металлической фольги без остатков клея. Из восстановленных компонентов затем изготовили новые батареи, которые по характеристикам не уступали обычным.
Авторы рассчитывают адаптировать технологию для промышленного производства аккумуляторов.
Фото: David Baillot/UC San Diego Jacobs School of Engineering
