# UC San Diego: безфторное связующее для батарей смывается водой, лабораторные ячейки — 75,7% после 1000 циклов

- Опубликовано: 2026-11-13 13:29 UTC
- Раздел: Тяга и энергия › Батареи
- Теги: безфторное связующее, водная обработка электродов, полиакриловая кислота, карбоксиметилцеллюлоза, сшивка лимонной кислотой, прямая переработка электродов, замена PVDF, литий-железо-фосфат, оценка жизненного цикла батарей
- Адрес: https://realtech.media/ru/news/rt-cc49a95553594e605d4e55e7_uc_san_diego/

**Связующее из полиакриловой кислоты и карбоксиметилцеллюлозы, сшитых лимонной кислотой, заменило PVDF в лабораторных ячейках и не оставляет фтористых остатков при переработке.**

![UC San Diego fluorine-free battery binder dissolves in water; lab cells kept 75.7% after 1,000 cycles](https://realtech.media/media/2026/11/5d726deae331ba0d.jpg)
*Earth.com*

Инженеры Калифорнийского университета в Сан-Диего совместно с Toyota Research Institute of North America и Университетом штата Аризона разработали безфторное связующее для электродов литий-ионных батарей, которое обрабатывается в воде. Работа опубликована в Nature Communications. Связующее состоит из полиакриловой кислоты и карбоксиметилцеллюлозы, сшитых лимонной кислотой, и составляет 2 процента массы электрода. [1] Все испытания проводились на небольших лабораторных ячейках: от размера часовой батарейки до пакетных ячеек шириной около 3,3 см.

## Связующее и производство электродов

В обычных электродах используют поливинилиденфторид (PVDF), который нужно растворять в токсичном растворителе N-метил-2-пирролидоне. Затем растворитель удаляют в печах и улавливают для повторного использования. В этих испытаниях электроды с PVDF сушили в вакууме при 120°C в течение 12 часов, а электроды с новым связующим — в обычной печи при 60°C в течение четырёх часов. [1]

Электроды с каждым из полимеров по отдельности, а также со смесью двух полимеров без лимонной кислоты при сушке трескались или отслаивались от фольги. По данным авторов, сшитая сетка связывает цепи связующего, активные частицы и токосъёмники водородными, ковалентными и ионными связями. Это даёт прочную адгезию, а также окислительную и термическую стабильность. В тесте с липкой лентой с нового покрытия почти ничего не сошло, тогда как электроды с PVDF теряли материал уже после нескольких отрывов. Гидроксид лития удерживал смесь слабокислой, чтобы она не разъедала алюминиевую фольгу.

## Циклирование и переработка

Положительные электроды LiFePO4 с новым связующим показали начальную ёмкость, сопоставимую с контрольными электродами на PVDF. После 1000 циклов заряда и разряда они сохранили 75,7 процента исходной ёмкости, а ячейки с PVDF теряли ёмкость быстрее, особенно после примерно 400 циклов. Пакетная ячейка с графитовым противоэлектродом сохранила 76,4 процента после 1600 циклов. Многослойная сборка после 700 циклов сохранила 74,5 процента против 83,5 процента у однослойной, что авторы объясняют неравномерными условиями внутри сборки. Связующее работало и с никелеобогащёнными и кремниевыми электродами. [1]

Для оценки переработки ячейки разбирали после 100 циклов. Электроды с новым связующим вымачивали в очищенной воде, пока связующее не растворялось и покрытие не отделялось от фольги. В извлечённом материале фтор не обнаружен, тогда как материал из ячеек с PVDF сохранял фтор на поверхности. Восстановленный LiFePO4 удерживал больше ёмкости и лучше выдерживал быструю зарядку, чем материал, переработанный из ячеек с PVDF, а извлечённый графит работал в новых ячейках до 420 циклов. [1]

Оценка жизненного цикла, которую авторы называют сравнением сценариев, а не измерениями на реальном заводе, дала снижение выбросов парниковых газов на 6,9 процента и расхода энергии на 9,3 процента при производстве ячейки. Переработка требует на 10 процентов меньше энергии и даёт на 7,2 процента меньше парниковых газов. Фтор остаётся в соли электролита, поэтому общее содержание фтора в ячейке снижается примерно на 30 процентов. Производство в промышленных масштабах и полноразмерные ячейки пока не проверены.

## Источники

1. [Nature Communications](https://doi.org/10.1038/s41467-026-78215-3)
2. [Earth.com](https://www.earth.com/science/glue-used-in-batteries-makes-recycling-hard-so-engineers-designed-one-that-comes-off-in-water)

---

Источник: RealTech, realtech.media — https://realtech.media/ru/news/rt-cc49a95553594e605d4e55e7_uc_san_diego/