Тепло и литий‑ионные аккумуляторы, на первый взгляд, вроде бы несовместимые вещи, потому что первое способно серьёзно повредить второму, даже довести до взрыва. Но китайские учёные из Нинбо решили: а почему бы не попробовать сделать наоборот и вернуть старым батареям былую ёмкость, нагревая их до 150 градусов по Цельсию и выше.

Итак, что же выяснила команда исследователей из Института материаловедения и инженерии в китайском Нинбо? Они нашли, казалось бы, безумный способ вернуть "молодость" старым литий-ионным батареям. Оказывается, если нагреть их очень сильно — больше 150°C — можно восстановить их способность накапливать энергию.

Литий-ионные аккумуляторы (Li-Ion) в настоящее время встречаются практически во всех устройствах. Ну правда же, куда без них? Наши телефоны, ноутбуки, электрокары — всё на них. И спрос только растет. Но вот беда: со временем даже самые лучшие из них "устают", теряют свою ёмкость. Почему? Да потому что каждый цикл зарядки и разрядки потихоньку меняет их внутреннюю химическую структуру. В итоге энергии запасается с каждым разом всё меньше и меньше. Кстати, иногда эту "усталость" даже видно невооруженным глазом – аккумуляторы могут слегка раздуваться. Этот эффект ещё называют тепловым расширением.

Перерабатывать литий-ионные аккумуляторы, конечно, можно, но это, прямо скажем, не самое простое и дешевое занятие.

И вот тут самое важное (и немного пугающее): при сильном нагреве эти самые Li-Ion аккумуляторы могут устроить то, что называют "тепловым разгоном". По сути, это неуправляемая внутренняя реакция, когда температура подскакивает до опасных значений, и аккумулятор может вспыхнуть или даже взорваться. А погасить такое пламя – та еще задача. Именно поэтому некачественные батареи в паре с "левыми" зарядками – это настоящая головная боль для пожарных по всему миру. То электросамокат загорится, то гироскутер или даже электровелосипед. И вся эта история запросто может спалить квартиру или дом.

Так вот, идея взять и нагреть Li-Ion аккумулятор до высоких температур звучит, мягко говоря, безумно. И вообще может рассматриваться как путь к гарантированному пожару. Но тут вступает в игру та самая статья китайских ученых в авторитетном журнале Nature. Называется она заумно: "Отрицательное тепловое расширение и кислородно-восстановительная электрохимия". Но суть вот в чем: если греть батарейку не просто сильно, а правильно и до температуры где-то 150-250°C, происходит нечто неожиданное. Она не только не взрывается, но и, наоборот, немного сжимается. А самое удивительное – ее внутренняя структура как будто "пересобирается", возвращаясь в состояние, которое, внимание, обращает вспять эффекты старения и потери ёмкости.

Сами исследователи, кстати, признались, что были сильно удивлены такому поведению. Они описали это как "необычное поведение, противоречащее общепринятым термодинамическим ожиданиям".

Их гипотеза такая: всем хорошо известный беспорядок в структуре аккумуляторов, который накапливается со временем, может стать некой "настраиваемой величиной". То есть, если научиться им управлять – например, подавая на аккумулятор очень точно подобранное напряжение через специальную зарядку – можно будет, образно говоря, изменить внутреннюю химию и восстановить аккумулятор.

Конечно, в их пресс-релизе нет информации, как скоро эта технология появится в реальной жизни. Но перспективы, согласитесь, захватывающие. Это ведь возможность сделать старые электромобили буквально "как новые", создать устройства, которые смогут сами "лечить" свои батареи. Ну а на худой конец, это в любом случае открывает новые горизонты в разработке материалов – например, тех, что вообще не меняют размер при изменении температуры (это и есть "материалы с нулевым тепловым расширением"). В общем, следим за новостями.