Μια ομάδα ερευνητών του Εθνικού Εργαστηρίου Επιταχυντών SLAC του Υπουργείου Ενέργειας και του Πανεπιστημίου του Στάνφορντ βρήκαν έναν τρόπο να αναβιώνουν οι μπαταρίες λιθίου όταν έχουν χάσει τη χωρητικότητά τους μετά από ορισμένο αριθμό κύκλων φόρτισης και εκφόρτισης.
Σύμφωνα με την εργασία που παρουσίασε η ομάδα στο περιοδικό Nature, καθώς οι μπαταρίες ολοκληρώνουν έναν κύκλο, συσσωρεύουν μικρές «νησίδες ανενεργού λιθίου» που διαχωρίζονται από τα ηλεκτρόδια, γεγονός που στην πράξη σημαίνει απώλεια της χωρητικότητας των κυψελών.
Η καινοτομία έγκειται σε μια διαδικασία που επιτρέπει σε αυτό το «νεκρό» λίθιο να ολισθαίνει πίσω σε ένα από τα ηλεκτρόδια μέχρι να επανασυνδεθεί, αντιστρέφοντας εν μέρει τη διαδικασία υποβάθμισης και αποκαθιστώντας όλη ή μέρος της αρχικής χωρητικότητας.
Σύμφωνα με τον Greg Stewart του Εθνικού Εργαστηρίου Επιταχυντών, «όταν μια νησίδα ανενεργού μετάλλου λιθίου ταξιδεύει προς την άνοδο ή το αρνητικό ηλεκτρόδιο μιας μπαταρίας και επανασυνδέεται, επανέρχεται στη ζωή, συνεισφέροντας ηλεκτρόνια στη ροή ρεύματος της μπαταρίας. Το νησί μετακινείται με την προσθήκη μεταλλικού λιθίου στο ένα άκρο (μπλε) και τη διάλυσή του στο άλλο άκρο (κόκκινο). Η ανάπτυξη της νησίδας προς την κατεύθυνση της ανόδου θα μπορούσε να ενθαρρυνθεί με την προσθήκη ενός σύντομου βήματος εκφόρτισης υψηλού ρεύματος αμέσως μετά τη φόρτιση της μπαταρίας. Η επανασύνδεση της νησίδας με την άνοδο αύξησε τη διάρκεια ζωής της κυψέλης δοκιμής κατά σχεδόν 30%».
Για να ελέγξουν αν η θεωρία ισχύει σε ένα πραγματικό κύτταρο, οι τεχνικοί του εργαστηρίου κατασκεύασαν ένα οπτικό κύτταρο με κάθοδο οξειδίου νικελίου-μαγγανίου-κοβαλτίου (NMC), μια άνοδο λιθίου, προσθέτοντας μια απομονωμένη νησίδα λιθίου στη μέση. Αυτή η δοκιμαστική συσκευή τους επέτρεψε να παρακολουθούν σε πραγματικό χρόνο τι συμβαίνει στο εσωτερικό μιας μπαταρίας κατά τη χρήση της.
Διαπίστωσαν ότι το λίθιο δεν ήταν καθόλου «νεκρό» και ανταποκρινόταν στα αιτήματα της μπαταρίας. Κατά τη φόρτιση της κυψέλης, η νησίδα κινείται αργά προς την κάθοδο- κατά την εκφόρτιση, σέρνεται προς την αντίθετη κατεύθυνση.
Μια πραγματικά πολλά υποσχόμενη εργασία που θα μας επιτρέψει να κάνουμε ένα ακόμη βήμα στη βιωσιμότητα των συστημάτων μπαταριών, διότι πριν από την επαναχρησιμοποίηση και στη συνέχεια την ανακύκλωση, θα είμαστε σε θέση να προσθέσουμε ένα προηγούμενο βήμα ανάκτησης μέρους της χωρητικότητας της μπαταρίας, το οποίο, όπως βλέπουμε, σημαίνει ανάκτηση 30% στα μοντέλα δοκιμής.
Ο αριθμός αυτός μπορεί να αντιστοιχεί στην περίπτωση ενός μέσου ηλεκτρικού αυτοκινήτου σε μια διαδρομή περίπου 100.000 ή 120.000 χιλιομέτρων, οπότε το υπόλοιπο 70% της χωρητικότητας θα μπορούσε να αναζωογονηθεί εν μέρει χάρη σε αυτή τη διαδικασία.