Исследователи Калифорнийского университета в Сан-Диего и Toyota Research Institute of North America разработали фторсвободное связующее для литий-ионных аккумуляторов, которое можно наносить из водного раствора и затем удалять водой при переработке. В лабораторных испытаниях элементы с ним показали такую же начальную производительность, как обычные, и дольше сохраняли ёмкость после сотен и тысяч циклов заряда. Работа опубликована 9 октября в Nature Communications.

Связующее занимает небольшую долю массы аккумулятора, но удерживает порошки электродов на металлической фольге. Обычные фторсодержащие составы требуют токсичного растворителя, энергоёмкой сушки и очистки растворителя, а при переработке — высокой температуры или едких химикатов.

Новый состав объединяет полиакриловую кислоту, которая помогает смеси равномерно распределяться и придаёт гибкость, с карбоксиметилцеллюлозой, отвечающей за прочность и сцепление. Полимеры растворяют в воде и сшивают лимонной кислотой. Связующее испытали с литий-железо-фосфатными и богатыми никелем катодами, а также с графитовыми и кремниевыми анодами.

Для переработки исследователи разобрали элементы и замочили электроды в воде: покрытие отделилось от металлической фольги без остатка. Восстановленные материалы использовали в новых элементах, которые работали не хуже аналогов из сырья, полученного из батарей с обычным связующим. Пока метод проверен в лаборатории; следующим этапом станут масштабирование производства и настройка состава под разные химии аккумуляторов.