Новый метод позволяет сохранить важные свойства старого литиевого катода. Сначала батарея разбирается с удалением корпуса, электронных плат, кабелей и прочих компонентов, которые не содержат ценного лития. Оставшийся катодный материал растворяется в кислоте и очищается от ненужных примесей. Затем в него вводятся добавки (кобальт, никель), чтобы добиться оптимального соотношения компонентов. В результате получается обновленный порошок для катода, который можно нанести на алюминиевую фольгу или пластину и установить в «новой» батарее.
Когда исследователи сравнили кристаллические частицы из порошков в восстановленном и новом катодах с помощью рентгеновского микроскопа, то увидели, что у восстановленного порошка кристаллы более пористые, со множеством пустот в центральной части. Благодаря такой структуре кристаллы немного разбухают по мере проникновения в них ионов лития, при этом они становятся устойчивее к растрескиванию, которое считается основной причиной постепенной деградации катодного материала литий-ионного аккумулятора.
На рисунке выше показаны поперечные сечения частиц переработанного катода (A) и частиц из новых минералов (B), полученные с помощью рентгеновского микроскопа. Шкала масштаба 10 мкм для (А) и 5 мкм для (В).
Высокая пористость увеличивает площадь поверхности, на которой происходят химические реакции в процессе зарядки, поэтому литий-ионные батареи с в остановленным катодом заряжаются быстрее. В будущем ученные предлагают создавать все литиевые катоды с такой же эффективной пористой структурой.