O echipă de oameni de ştiinţă din Japonia a inventat injecţia care poate reanima bateriile vechi cu grad mare degradare la maşinile electrice

Deşi bateriile litiu-ion au evoluat foarte mult în ultimii ani, oferind densitate energetică tot mai mare, puteri de încărcare şi descărcare mai mari şi construcţii cu electroliţi care să lungească durata de viaţă, acestea încă mai au caracteristica unui număr limitat de cicluri de care sunt capabile, ajungând să-şi piardă din capacitatea de stocare în timp şi totodată din putere. Fenomenul apare din cauza depunerii dendritelor pe electrolit, acel strat ce separă anodul de catod, care trebuie să păstreze permeabilitate pentru ca electronii să poată circula într electrozi. Mai ales în anumite condiţii neprielnice de exploatare, cum ar fi încărcarea rapidă cu bateria rece, sau supraîncălzirea bateriei, rata de depunere a dendritelor va fi mai mare şi bateria va degrada mai repede. De asta bateriile actuale mizează atât de mult pe sisteme de management termic şi preîncălzire, pentru a reduce aceste condiţii neprielnice şi a lungi viaţa bateriilor şi tot pentru a evita acest fenomen exisă şi bateriile cu stare solidă, unde electrolitul nu e gel sau lichid, ci solid, şi e practic imun la depunerea de dendrite pe el. Ei bine, acum o echipă de oameni de ştiinţă din Japonia, finanţată de Toyota, anunţă că a inventat injecţia care poate reanima bateriile vechi, care şi-au pierdut din capacitate din cauză acelor dendrite menţionate mai sus.

Echipa e condusă de Nobuhiro Oginara, dar cuprinde încă cel puţin 12 oameni de ştiinţă. Ei şi-au publicat invenţia la standarde ştiinţifice, cu date exacte, documentări şi cifre acumulate în urma experimentărilor făcute, deci vorbim de o invenţie documentată după toate rigorile ştiinţifice internaţionale.

Foto: Aşa arată electrolitul unei baterii degradată, cu dendrite depuse pe el

Soluţia lor sună genial de simplu la prima vedere. Injecţia conţine substanţe chimice care să determine desprinderea unei bune părţi a electronilor ce formaseră dendrite pe electrolit şi reîntoarcerea lor în calitate de componente active din baterie, iar odată cu asta bateria recapătă o mare parte din capacitatea de stocare pierdută. Este, deci, o tehnică aplicabilă bateriilor care nu sunt deteriorate fizic, ci au doar aceste simptome de degradare menţionate mai sus.

Soluţia creată de echipa de ingineri se bazează pe un agent de reducere, care se injectează direct în celulele bateriilor în zona electrolitului. Ulterior se declanşează o reacţie ce determină îndepărtarea treptată a electronilor depuşi sub formă de dendrite şi migrarea lor înapii spre electrozi, iar autorii studiului spun că soluţia lor recapătă 80% din capacitatea pierdută. Asta înseamnă că dacă o baterie a pierdut 30% şi a ajuns la doar 70% din capacitate, injecţia ar putea recupera 80% din cele 30% pierdute, ceea ce înseamnă 24% recuperate, iar bateria ajunge astfel din nou la 94% stare de sănătate.

Oamenii de ştiinţă spun că efectul e similar atât la bateriile mai mici, aplicate pe telefoane şi dispozitive electronice mai mari, cât ş la bateriile foarte mari de pe maşinile electrice sau hibride. După această injecţie bateria e susceptibilă din nou la depuneri similare şi, teoretic, rata de degradare ar trebui să fie similară ulterior cu orice altă baterie cu stare de sănătate similară.

Invenţia japonezilor ar permite astfel asigurarea unei durate de viaţă mai lungi pentru bateriile litiu-ion, inclusiv cele montate pe automobile care nu aveau sisteme de management termic atât de avansat şi erau mai pasibile de degradare accelerată. Dar, o dezasamblare a bateriei cu o diagnosticare detailată e oricum necesară, iar injecţia trebuie aplicată fiecărei celule de baterie, ceea ce în unele cazuri poate presupune o manoperă voluminoasă.