Как сделать литий ионный аккумулятор своими руками. Как собрать литий-ионный аккумулятор своими руками: пошаговая инструкция

Как правильно выбрать компоненты для сборки литий-ионного аккумулятора. Какие инструменты понадобятся для самостоятельной сборки. Какие меры безопасности нужно соблюдать при работе с литиевыми элементами. Как собрать и протестировать готовый аккумулятор.

Выбор компонентов для сборки литий-ионного аккумулятора

Для сборки литий-ионного аккумулятора своими руками потребуются следующие компоненты:

• Литий-ионные ячейки (элементы питания) нужной емкости и напряжения
• Никелевая лента для соединения ячеек
• Плата защиты BMS (Battery Management System)
• Провода и разъемы
• Термоусадочная трубка или корпус для готовой сборки

При выборе ячеек важно использовать элементы одинакового типа, емкости и напряжения. Наиболее распространены цилиндрические элементы формата 18650 с номинальным напряжением 3,6-3,7 В.

Необходимые инструменты для самостоятельной сборки аккумулятора

Для сборки литий-ионного аккумулятора своими руками понадобятся следующие инструменты:

• Точечная сварка для соединения никелевых полосок
• Паяльник и припой для подключения проводов
• Мультиметр для проверки напряжения
• Изоляционная лента
• Кусачки и пинцет
• Защитные очки и перчатки

Точечная сварка — важнейший инструмент, без которого качественно соединить ячейки не получится. Для домашнего использования подойдут недорогие портативные сварочные аппараты.

Меры безопасности при работе с литиевыми элементами

При сборке литий-ионных аккумуляторов необходимо соблюдать следующие меры безопасности:

• Работать в хорошо проветриваемом помещении
• Использовать защитные очки и перчатки
• Не допускать короткого замыкания элементов
• Не нагревать и не деформировать ячейки
• Использовать качественные компоненты от проверенных производителей
• Строго соблюдать полярность при соединении элементов

Нарушение этих правил может привести к возгоранию или взрыву литиевых элементов. Будьте предельно осторожны и внимательны на всех этапах сборки.

Пошаговая инструкция по сборке литий-ионного аккумулятора

Процесс сборки литий-ионного аккумулятора включает следующие основные этапы:

1. Проверка напряжения и сортировка ячеек
2. Соединение ячеек никелевыми полосками с помощью точечной сварки
3. Подключение платы защиты BMS
4. Пайка силовых проводов и разъемов
5. Изоляция соединений
6. Упаковка в термоусадочную трубку или корпус
7. Финальное тестирование собранного аккумулятора

Рассмотрим каждый этап подробнее.

Проверка и сортировка ячеек

Перед сборкой необходимо проверить напряжение каждой ячейки мультиметром. Оно должно быть в пределах 3,6-3,7 В. Ячейки с напряжением ниже 3 В лучше не использовать. Отсортируйте элементы по напряжению, чтобы в одну сборку попали максимально близкие по характеристикам.

Соединение ячеек никелевыми полосками

Соединять ячейки нужно никелевыми полосками толщиной 0,1-0,2 мм с помощью точечной сварки. Сварка должна быть качественной — при попытке отрыва никель должен рваться. Соблюдайте полярность соединений согласно выбранной схеме.

Подключение платы защиты BMS

Плата BMS подключается к крайним ячейкам сборки и к каждой параллельной группе. Это обеспечивает защиту от перезаряда, переразряда и балансировку ячеек. Подключение производится пайкой согласно инструкции к конкретной модели BMS.

Пайка силовых проводов и разъемов

К выходам BMS припаиваются силовые провода и разъемы для зарядки и подключения нагрузки. Используйте провода достаточного сечения и качественные разъемы, рассчитанные на соответствующий ток.

Изоляция соединений

Все соединения и оголенные участки необходимо тщательно заизолировать специальной изолентой для литиевых аккумуляторов. Это защитит от случайных замыканий.

Упаковка аккумулятора

Готовую сборку нужно упаковать в термоусадочную трубку или поместить в специальный корпус. Это обеспечит механическую защиту и придаст аккуратный вид.

Тестирование собранного аккумулятора

Финальный этап — тестирование собранного аккумулятора. Проверьте общее напряжение, ток заряда и разряда, работу защиты. Только убедившись в полной исправности, можно начинать эксплуатацию.

Возможные проблемы при сборке литий-ионных аккумуляторов

При самостоятельной сборке литий-ионных аккумуляторов могут возникнуть следующие проблемы:

• Неправильная полярность соединений
• Некачественная сварка контактов
• Повреждение ячеек при сборке
• Неправильное подключение BMS
• Короткое замыкание из-за плохой изоляции

Чтобы избежать этих проблем, внимательно проверяйте каждый этап сборки, используйте качественные компоненты и инструменты, строго соблюдайте технологию.

Преимущества и недостатки самостоятельной сборки аккумуляторов

Самостоятельная сборка литий-ионных аккумуляторов имеет свои плюсы и минусы:

Преимущества:

• Возможность собрать аккумулятор нужной емкости и конфигурации
• Экономия средств по сравнению с покупкой готового аккумулятора
• Получение опыта и знаний об устройстве аккумуляторов

Недостатки:

• Необходимость приобретения специальных инструментов
• Риск ошибок при сборке
• Отсутствие гарантии на собранный аккумулятор
• Потенциальная опасность при работе с литиевыми элементами

Взвесьте все за и против, прежде чем решиться на самостоятельную сборку. Для новичков лучше начать с простых конфигураций под руководством опытного наставника.

Заключение: стоит ли собирать литий-ионный аккумулятор своими руками

Самостоятельная сборка литий-ионного аккумулятора — увлекательный, но ответственный процесс. Он требует определенных знаний, навыков и инструментов. При правильном подходе можно получить качественный аккумулятор нужной конфигурации по привлекательной цене.

Однако нужно трезво оценивать свои возможности и риски. Для большинства пользователей оптимальным вариантом будет покупка готового аккумулятора от проверенного производителя. Самостоятельную сборку можно рекомендовать опытным радиолюбителям, готовым досконально изучить технологию и соблюдать все меры предосторожности.

В любом случае, знание принципов устройства и сборки литий-ионных аккумуляторов поможет грамотно их эксплуатировать и обслуживать. Надеемся, эта статья была для вас полезной!

Сборка аккумуляторов

Собрать аккумуляторную батарею Li-ion типа можно из компонентов любого типоразмера и формы: цилиндрических ячеек, «пакетов», призматиков. Для сборки АКБ можно использовать любые компоненты: Li-ion ячейки с напряжением 3,6 или 3,7 В, аккумуляторы LiFePO4 с вольтажом 3,2 В, элементы Li-Po (3,7 В) или LTO (2,3–2,4 В).

Выбор типа химии зависит от параметров, которые должна иметь АКБ, и наиболее важных свойств. Например, аккумуляторы на основе литий-железо-фосфата более приспособлены для использования на морозе и имеют увеличенный циклический ресурс. Но по удельной емкости они уступают «банкам» Li-ion и Li-Po.

Главное правило: в составе каждой аккумуляторной батареи должны быть ячейки одного типа с абсолютно одинаковыми параметрами.

Схема сборки АКБ

Аккумуляторные батареи собирают по заранее выбранным схемам (12S14P, 10S1P и т.д.). В их обозначении число перед буквой S указывает на количество последовательных соединений, а число перед буквой Р – на количество параллельных соединений в каждой серии.

На выбор схемы сборки влияет 2 фактора:

1. Емкость и напряжение аккумуляторов, которые будут соединяться в единую батарею.
2. Необходимые характеристики создаваемой батареи: ее емкость, напряжение, оптимальные размеры и форма.

При параллельном соединении «банок» суммируется их емкость. Когда полученные серии соединяют последовательно, суммируется их напряжение. В результате можно получить АКБ практически с любыми характеристиками. Например, если соединить по схеме 10S3P литий-ионные аккумуляторы с емкостью 2,5 Ач и вольтажом 3,6 В, получим АКБ с напряжением 36 В и запасом емкости 7,5 Ач.

Принцип сборки

Литиевая батарея собирается из одинаковых ячеек: с равными величинами емкости, вольтажа и внутреннего сопротивления. Сборка выполняется по предварительно выбранной схеме, по методу последовательно-параллельного соединения. Для большинства Li-ion ячеек соединение осуществляется с применением контактной точечной сварки и отрезов никелевой ленты. Некоторые аккумуляторы LFP типа соединяются с помощью монтажных пластин и болтов.

Для зарядки и питания батарея оснащается силиконовыми AWG проводами с разъемами ХТ60-мама. Для поддержания оптимальных рабочих характеристик АКБ снабжается BMS платой. Она оберегает аккумуляторы от перезаряда, КЗ, критического разряда и других опасных состояний. Благодаря этому батарея работает в благоприятных условиях, и продлевается срок ее службы.

Необходимые комплектующие, материалы и инструменты

Чтобы сделать Li-ion АКБ своими руками, понадобятся:

• аккумуляторы, отобранные по внутреннему сопротивлению и емкости;
• никелевая лента;
• аппарат точечной сварки – при использовании такого оборудования элементы питания не перегреваются;
• БМС плата;
• принадлежности для пайки;
• разъем для подключения ЗУ или нагрузки;
• выключатель;
• индикатор уровня заряда АКБ;
• стеклотекстолит толщиной 1,5–2 мм;
• термоусадочная трубка большого диаметра;
• промышленный фен;
• корпус – его можно купить или сделать самостоятельно, например, на 3D принтере;
• мультиметр, тестер;
• зарядное устройство – предназначенное для Li-ion батарей или универсальное;
• средства защиты – диэлектрические перчатки, очки.

Пошаговый алгоритм сборки

После расчета подходящей схемы сборки аккумуляторы проверяются на идентичность внутреннего сопротивления и емкости. На производствах для этих целей используются сортировочные машины. Напряжение на всех ячейках тоже должно быть одинаковым. Но даже у новых элементов питания наблюдается разбег 3,5–3,7 вольт. Нужно выровнять их вольтаж с помощью зарядки.

Чтобы собрать из аккумулятор 18650 нужно:

1. Нарезать никелевые полосы с запасом по длине в 10 мм.
2. Наложить их на контакты ячеек и убедиться в правильности расположения.
3. Приварить полосы, соединяя элементы в соответствии с выбранной схемой.
4. Припаять к концам батареи БМС плату – для защиты батареи от опасных состояний и мониторинга ее рабочих параметров.
5. Установить индикатор заряда, выключатель индикатора, разъем для подсоединения зарядного устройства или нагрузки.
6. Выполнить проверку собранной АКБ – несколько раз разрядить ее под нагрузкой и снова зарядить током 0,5С. Убедиться в отсутствии нагрева и полной работоспособности батареи. На производстве для этих целей используется специальный нагрузочный стенд, и после испытаний по полученным результатам получают график разряда.
7. После успешных проверок – упаковать аккумуляторную батарею с помощью стеклотекстолита и термоусадки большого диаметра. Достаточно нагреть ее феном, и материал усядется, плотно облегая поверхность батареи.
8. Изготовить корпус или взять готовый. Поместить в него полученную батарею.

Этот метод подходит и для сборки аккумуляторной батареи другого типоразмера. 

Выводы

По такому принципу можно изготовить аккумуляторную батарею для шуруповерта, е-байка, аккумуляторной электростанции, беспилотника и любых других устройств. Главное – использовать компоненты хорошего качества, соблюдать правила соединения элементов, быть внимательным и аккуратным.

Для сборки батареи желательно брать новые «банки», в идеале – из одной серии. При переделке старой АКБ от ноутбука или других устройств не стоит рассчитывать на эффективную работу батареи. Аккумуляторы, исчерпавшие свой ресурс, не способны полноценно принимать и отдавать заряд. Но из них можно сделать батарею, если вы хотите попрактиковаться и отточить свои навыки.

Если же вам нужна надежная АКБ с хорошими характеристиками, все ее компоненты и качество сборки должны быть безупречными. Лучше всего поручить сборку Li-ion батареи специалистам. Но если вы уверены в своих знаниях и навыках, имеете необходимое оборудование и все комплектующие, можете выполнить эту работу своими силами.

Ранее в блоге VirtusTec вышла статья об АКБ для автономной декоративной подсветки ландшафта.

 

Литий-ион своими руками

То, что будет рассказано в данной статье, поможет многим разобраться с питанием самодельных устройств автономного типа. В ней приведена методика, по указаниям которой можно получить литий-ионные аккумуляторы любых размеров. Из учебников физики нам известно, что простым аккумулятором является устройство, состоящее из медно-цинковых пластин, между которыми присутствует электролитический раствор. Такое устройство было создано Вольтом, (хотя вопрос спорный, Луиджи Гальвани открыл эффект первым, только не смог дать этому явлению логическое объяснение).

   С тех пор прошло более 200 лет, сейчас мы живем в век цифровых технологий, но аккумулятор по-прежнему остается незаменимым источником энергии, без которого не может работать не одно автономное устройство. Современные литиевые аккумуляторы нашли широкое применение в современной технике, причин на то много — легкий вес, долгий срок службы, большая емкость и многие другие параметры делают аккумуляторы незаменимыми в портативных устройствах. 

Но со временем и литий-ионный аккумулятор приходит в негодность. На днях тоже самое случилось и с аккумулятором моего телефона. Аккумулятор от лицензионного производителя, поэтому прослужил очень долго и мог бы еще послужить верой и правдой, еслиб не моя дурная идея его проколоть. Дело в том, что со временем аккумулятор распух, но продолжал работать на ура, вот и было решено его проколоть. После небольшой операции аккумулятор уже стал не тем, что был раньше, резкое снижение емкости всего за неделю.                                                            

 

 

Ему на смену пришел другой аккумулятор, а тот выбросить жалко (и не нужно, вред экологии!), так что же делать с ним? Было решено создать новый аккумулятор на базе старого. Перед работой хочу предупредить — некоторые соединения лития токсичны, поэтому желательно использовать перчатки, а работу делать на свежем воздухе. Ну я как всегда нарушаю все правила по безопасности, без всяких перчаток аккумулятор был разобран прямо в гостиной комнате. Как всегда — своеобразный запах литиевых источников питания, ни с чем не спутаешь. Для резки алюминиевого корпуса был использован обычный монтажный нож и плоскогубцы.  

                                                                                        

Спустя пару минут алюминиевый капсоль был удален, пора идти дальше. 

 

Тут начинается самая грязная работа, нужно разобрать аккумулятор. Литиевые элементы питания, как и любой другой источник напряжения, состоит из положительно и отрицательно заряженных пластин, между ними проложен слой изоляции. Теперь берем пасту от гелиевой ручки и как бы ‘наматываем» на пасту.                                                                      

 

 

                                                                                                                                                          

Нужно соблюдать предельную осторожность, чтобы не закоротить пластины. В процессе наматывания пластин, можно наблюдать тепловыделение, не пугайтесь так и должно быть. Далее следует обмотать заготовку скотчем, но заранее нужно очистить пластины.  

                                                                                                                                                                                                      

На очищенные места припаиваем провода контактов. Можно просто взять два медных провода (многожильных) и просто приклеиваем к контактам при помощи того же скотча.                                               

                                                                                                                         

Далее нужно решать вопрос корпуса аккумулятора, в моем случае использована металлическая гильза от карманного фонарика, именно туда был помещен аккумулятор. 

Один из контактов был припаян к корпусу, другой выведен наружу. Корпус следует загерметизировать, для этого я использовал универсальный клей «момент». Сразу после создания такого аккумулятора измеряем напряжение, оно лежит в пределах 2,2-2,8 вольт, в корпусе уже 2,8-3,3 вольт. На следующее утро напряжение уже в районе 3,6-3,65 вольт.                                         

Литиевые элементы питания боятся минусовых температур, при температурах ниже нуле литий-ионный аккумулятор не заряжается вообще. 

Если хранить аккумулятор в холодильнике в полностью заряженном состоянии, то вы этим увеличиваете его срок службы, но при температурах выше нуля!

                                                                                                                                          

Такой самодельный литий-ионный аккумулятор может еще долго прослужить в самодельных радиоэлектронных игрушках. При КЗ ток аккумулятора достигает до 3-х Ампер. Таким образом, разобрав один литий-ионный аккумулятор от мобильного телефона, можно собрать из него несколько более компактных аккумуляторов, которых так не хватает в нашей практике.

Как производятся литиевые батареи?

Если вам интересно, как производятся литиевые батареи, вы, вероятно, уже знаете, что они питают весь наш мир. Эти энергоемкие маленькие капсулы обладают мощной мощностью и питают все, от наших смартфонов до наших электромобилей. Если бы у нас не было литиевых батарей, мы бы проводили гораздо больше времени, привязанные к розетке. Без этой технологии наши сотовые телефоны даже не поместились бы в наших карманах. Так как же изготавливаются литиевые батареи?

В этой статье мы раскрываем тайну производства аккумуляторов, рассказывая о материалах, производстве и сборке. Давай начнем.

Содержание

• Что такое литий-ионные аккумуляторы?
• Какие материалы используются для изготовления литиевой батареи?
  • Элементы литиевых батарей
  • Электроника и компоненты
  • Корпус батареи
• Как производятся литиевые батареи?
  • Производство элементов
  • Сборка батарейного блока
• Важность качества производства
• Можно ли перерабатывать литиевые батареи?

Что такое литий-ионные аккумуляторы?

Литий-ионная батарея представляет собой электрохимическую батарею, в которой ионы лития используются для перемещения электронов и генерирования напряжения. Литий-ионные аккумуляторы являются одними из самых энергоемких и долговечных перезаряжаемых аккумуляторов. От сотовых телефонов до домашних систем резервного питания, эти батареи часто являются сердцем портативных и автономных систем питания.

Существует множество различных типов литий-ионных аккумуляторов, и здесь, в Battle Born Batteries, мы используем химию LiFePo4.

Какие материалы используются для изготовления литиевой батареи?

Теперь, когда мы поговорили о том, что такое литий-ионные аккумуляторы, мы можем обсудить все их различные компоненты и материалы. Давайте перейдем к делу.

Элементы литиевых батарей

Хотите верьте, хотите нет, но большие литиевые батареи, которые вы увидите в лодках и жилых автофургонах, на самом деле состоят из множества меньших элементов. Внутри каждой из этих ячеек есть анод, катод и электролит. Таким образом, каждая из этих ячеек представляет собой батарею, которая технически может работать сама по себе. Затем производители связывают их вместе для создания необходимого напряжения.

Батарея вырабатывает энергию, когда электроны движутся от анода через электролит к катоду. Анод обычно изготавливается из какого-либо окисляющегося металла, такого как графит или цинк, а катод обычно изготавливается из какого-либо оксида лития.

По сути, анод должен терять электроны, а катод должен приобретать электроны. С другой стороны, электролит обычно представляет собой раствор соли лития, способный переносить электроны. Именно эта литиевая соль обеспечивает избыточные электроны для работы батареи.

Электроника и компоненты

Так как же эти отдельные элементы соединяются для создания более крупного и мощного аккумулятора? С проводами и клеммами, конечно! По сути, клетки соединяются друг с другом таким образом, что электроны беспрепятственно проходят через систему. Плюсы (катоды) соединяются с минусами (анодами) через медные и алюминиевые клеммы и провода.

Наконец, в каждом аккумуляторном блоке находится система управления батареями (BMS). Этот важный компонент контролирует все, от температуры батареи до зарядки и разрядки каждой отдельной ячейки.

Корпус батареи

И последнее, но не менее важное: должен быть способ защитить все эти жизненно важные части. Эту важную функцию выполняет корпус батареи. Жесткий внешний вид батареи, обычно изготовленной из пластика, резины или кремния, защищает элементы, внутренние провода и BMS от воздействия внешних элементов, которые могут мешать работе батареи.

→ Купить литиевые батареи Battle Born

Как производятся литиевые батареи?

Теперь давайте рассмотрим процесс производства литиевых батарей. От изготовления элемента до сборки аккумуляторной батареи каждый шаг тщательно продуман, чтобы обеспечить как безопасность, так и надежность.

Производство элементов

Итак, как изготавливаются элементы литиевой батареи? Анод и катод будут начинаться отдельно друг от друга на большой сборочной линии. Это необходимо для предотвращения любого перекрестного загрязнения. Оба они смешиваются с проводящим связующим, чтобы сформировать суспензию, а затем фольга (алюминий для катода, медь для анода) покрывает анод и катод. Специальная печь запекает фольгу на электродах.

После этого пришло время смотать ячейку и установить клеммы. Производитель добавляет вентиляционные отверстия и другие меры безопасности, а также заливает электролит через вакуум (он реагирует с кислородом и поэтому не может контактировать с воздухом). Как только производитель закрывает корпус, он может заряжать и тестировать элемент.

Аккумуляторная батарея в сборе 

Теперь давайте посмотрим, как эти отдельные элементы соединяются вместе для создания аккумуляторной батареи. Сначала производитель приваривает элементы к пластинам как со стороны анода, так и со стороны катода, а затем собирает их в пакеты. Производитель тестирует отдельные блоки и сопоставляет их вместе, чтобы сформировать желаемые ампер-часы (например, 30 отдельных элементов создадут аккумулятор емкостью 100 Ач).

После этого производитель собирает пакеты в кейс и подключает их к BMS. Производитель будет тестировать аккумулятор так же, как он тестировал отдельные элементы и блоки, чтобы обеспечить безопасность и надежность.

Важность качества производства

Создание безопасной и высокопроизводительной батареи требует усердия. Как вы, наверное, уже знаете, литиевые батареи имеют серьезные риски для безопасности. Неправильное производство и неправильное использование могут увеличить эти риски. Это связано с явлением, называемым тепловым разгоном (по сути, пожаром, который чрезвычайно трудно потушить). Это может произойти, когда клетки не функционируют равномерно.

Мало того, производительность плохо сделанной батареи пострадает. Вот почему так важно доверять производителю аккумуляторов. Вы не только хотите, чтобы ваши деньги стоили того, но вы также хотите спать спокойно, зная, что ваши батареи высокого качества и безопасны.

В Battle Born Batteries мы гордимся строгими стандартами качества и многократно тестируем наши элементы и батареи в процессе производства. Кроме того, мы создали запатентованную BMS, которая предотвращает работу наших аккумуляторов в любых условиях, которые могут быть опасными. 9Аккумуляторы 0003 Battle Born собираются в Неваде, США, и проходят тщательный контроль качества и тестирование, прежде чем покинуть наше предприятие.

Можно ли перерабатывать литиевые батареи?

Использованные батареи можно перерабатывать и повторно использовать литиевые элементы. В настоящее время процессы переработки по-прежнему являются относительно новыми, сложными и дорогостоящими.

Кроме того, литиевые батареи — относительно новая технология, и они служат долго. Срок службы многих из этих батарей еще не истек, и они еще не нуждаются в переработке. Поскольку все больше батарей нуждаются в переработке, совершенствование процессов переработки имеет решающее значение для создания устойчивого будущего для наших естественных запасов.

К счастью, такие компании, как Redwood Materials, находят лучшие способы повторного использования батарей, чтобы мы могли избежать добычи драгоценных ресурсов Земли.

У вас есть вопросы о том, как изготавливаются литиевые батареи? Оставьте их в комментариях ниже!

Хотите узнать больше об электрических системах и литиевых батареях?

Мы знаем, что строительство или модернизация электрической системы может быть сложной задачей, поэтому мы здесь, чтобы помочь. Наша команда по продажам и обслуживанию клиентов в Рино, штат Невада, всегда готова ответить по телефону (855) 29.2-2831, чтобы ответить на ваши вопросы!

Кроме того, присоединяйтесь к нам на Facebook, Instagram и YouTube, чтобы узнать больше о том, как системы с литиевыми батареями могут обеспечить ваш образ жизни, увидеть, как другие построили свои системы, и обрести уверенность, чтобы выйти и остаться там.

Присоединяйтесь к нашему списку контактов

Подпишитесь сейчас на новости и обновления на ваш почтовый ящик.

Поделиться

Новый «клей» может сделать переработку литий-ионных аккумуляторов более дешевой и менее токсичной

Утилизация аккумуляторов имеет решающее значение, но современные методы, такие как контролируемое сжигание старых аккумуляторов, могут выделять токсичные материалы. Национальная лаборатория Лоуренса в Беркли говорит, что у нее есть более безопасный и дешевый вариант.

Getty

Переработка литий-ионных аккумуляторов для электромобилей и бытовой электроники является неотложным приоритетом, учитывая нехватку глобальных запасов дорогих металлов, таких как литий, никель и кобальт, но у этого есть обратная сторона: современные методы, такие как контролируемое сжигание, могут выделять токсичные химические вещества. . Однако ученые из Национальной лаборатории Лоуренса в Беркли говорят, что нашли решение: новый материал, который позволяет перерабатывать старые литий-ионные элементы с помощью одной воды. И вскоре это может сделать переработку аккумуляторов дешевле и безопаснее.

В элементах батареи используются клейкие связующие, чтобы удерживать вместе положительно заряженный катод и отрицательно заряженный анод — элементы, передающие электричество. Материал Лоуренса Беркли представляет собой «быстродействующее» связующее, изготовленное из двух широко доступных полимеров, которые растворяются при помещении в щелочную воду комнатной температуры, содержащую гидроксид натрия. По словам исследователей, металлы батареи затем можно отфильтровать из раствора и высушить на воздухе. Нет горения и выделения токсинов.

Исследователь из Национальной лаборатории Лоуренса в Беркли держит образцы быстросъемного связующего, разработанного для более безопасной и дешевой переработки литий-ионных аккумуляторов.

Мэрилин Сарджент, мультимедийный продюсер Национальной лаборатории Лоуренса в Беркли

Исследование уже переходит к коммерческому тестированию с Onto Technologies, стартапом по переработке отходов в Бенде, штат Орегон. Если все пойдет хорошо, новый связующий материал можно будет использовать в литий-ионных батареях в течение «двух-пяти лет», сказал Гао Лю, старший научный сотрудник лаборатории Беркли.0129 Форбс .

Компании, в том числе Redwood Materials во главе с соучредителем Tesla Дж. Б. Штробелем и базирующаяся в Торонто Li-Cycle, собирают миллиарды долларов для строительства крупномасштабных предприятий по переработке в Северной Америке, которые, как они надеются, когда-нибудь сделают их ключевыми поставщиками сырья. больше всего нужны аккумуляторы для электромобилей. Это, вероятно, будет иметь решающее значение, поскольку десятки новых заводов по производству аккумуляторов, запланированных такими компаниями, как General Motors, Ford, Tesla, Toyota, Hyundai и Panasonic, откроются в течение следующих нескольких лет.

Среди ученых, создавших быстродействующий связующий материал, Роберт Костецкий, Гао Лю, Чен Фан и Мухаммад Ихсан Уль Хак.

Мэрилин Сарджент, мультимедийный продюсер Национальной лаборатории Лоуренса в Беркли

«Если вы посмотрите, сколько литий-ионных аккумуляторов появится в сети в следующем десятилетии, вы увидите, что они растут примерно на 30% в год», — сказал Лю. «Поэтому (количество) батарей, которые нам нужно переработать через десять лет, будет таким растущим бизнесом».

Несмотря на то, что литий-ионные аккумуляторы отлично подходят для устранения выхлопных газов и выбросов углекислого газа, способствующих потеплению климата, при сгорании они становятся грязными. Например, если аккумулятор Tesla загорается, он выделяет ряд вредных токсинов и полифторалкильных веществ или химических веществ PFAS, которые связаны с целым рядом проблем со здоровьем человека.

Примечательно, что связующее вещество Лаборатории Лоуренса в Беркли не содержит химикатов PFAS.

«Разработка связующего без (химикатов PFAS) была сложной, но чрезвычайно важной для будущего», — сказал генеральный директор OnTo Стив Слоуп в заявлении по электронной почте. «Клиенты не хотят их из-за возникающей связи с проблемами со здоровьем, и я думаю, что вскоре регулирующие органы согласятся с тем, что мы не можем продолжать использовать эти химикаты».

По словам Лоуренса Беркли, связующее стоит примерно в десять раз дешевле двух наиболее часто используемых коммерческих связующих. И в дополнение к батареям для электромобилей команда, создавшая материал, считает, что его можно использовать для батарей любого размера, от батарей для мобильных телефонов до массивных батарей, которые коммунальные службы используют для хранения электроэнергии.