Minulý týždeň sme informovali o štúdii, v ktorej laboratórium financované spoločnosťou Tesla zistilo, že nabíjanie lítium-železofosfátových (LFP) batérií pri vyššom stave nabitia (SoC) má negatívny vplyv na životnosť a zvyšuje riziko degradácie batérie. To je v rozpore s doterajšími predstavami o postupoch správneho nabíjania LFP akumulátory. Tento týždeň sme sa však dočkali ďalšej štúdie, ktorú pre zmenu financoval výskumný inštitút Toyoty. Nová štúdia odhaľuje ďalšie zaujímavé informácie o batériách pre elektrické vozidlá.
Zlepší prelomová štúdia budúcnosť elektromobility?
Portál insideevs informoval o štúdii uverejnenej v časopise Joule. Tá prichádza s novým spôsobom ako predĺžiť životnosť batérie a minimalizovať jej degradáciu. Výskumníci zo SLAC-Stanford Battery Center (predtým Stanford Linear Accelerator Center) uviedli, že úplne prvé nabíjanie lítium-iónových batérií pri veľmi vysokom nabíjacom výkone predlžuje ich životnosť v priemere o 50 %, maximálne až o 70 %.
V štúdii sa uvádza:
„Formovanie je kritickým krokom pri výrobe batérií. Počas tohto procesu sa spotrebujú zásoby lítia na vytvorenie interfázy pevného elektrolytu (SEI), ktorá následne určuje životnosť batérie… Prekvapivo, vysoký formačný nabíjací prúd pri prvom cykle predlžuje životnosť batérie v priemere o 50 %.“
Výskumníci zo SLAC-Stanford Battery Center
Môže to byť ťažko uveriteľné a v rozpore so súčasnou praxou. No tím prináša obšírnejšie vysvetlenie. Ešte pred prvým pripojením elektromobilu k nabíjacej stanici prejde batéria kľúčovým krokom vo výrobnom procese, ktorý sa nazýva „formovanie“ a na ktorý odkazuje vyššie uvedený odsek. Zvyčajne sa to deje na konci výrobného procesu, kde sa uskutočňujú prvé, starostlivo kontrolované cykly nabíjania a vybíjania akumulátora.
Nemali by ste prehliadnuť:
- Test Porsche Taycan: Kto si dnes kúpi na dlhé cesty spaľovák? | Cesta Bratislava-Košice a späť
- Nová štúdia zistila degradáciu LFP batérie pri plnom nabití. Výrobcovia napriek tomu odporúčajú nabíjanie do 100 %
- Veľký test reálneho dojazdu 26 elektromobilov – ako sa líši od deklarovaného? El Prix 2024
Tieto prvé nabíjacie cykly stabilizujú akumulátor a pomáhajú aktivovať materiály v jednotlivých článkoch. Tento proces ovplyvňuje výkon, životnosť a celkovú kvalitu batérie. Je to ako zložité ladenie hudobného nástroja predtým, ako s ním hudobník začne hrať. Ladenie a kalibrácia sú kľúčové, pretože ovplyvňujú dlhodobý výsledok.
Veľká reprezentatívna vzorka
Počas výskumu vedci zo spomínaného centra, MIT (Massachusetts Institute of Technology) a University of Washington uskutočnili 186 nabíjacích a vybíjacích cyklov v 62 formačných protokoloch. Keď do akumulátora prvýkrát pritiekol vysoký prúd, články skutočne stratili časť svojho obsahu lítia – až 30 % v porovnaní s 9 % pri tradičných metódach prvého nabíjania.
Ale „táto strata lítia pri prvom cykle nie je márna, … Stratené lítium sa stáva súčasťou SEI (interfázy pevného elektrolytu), ktorá sa vytvára na povrchu zápornej elektródy počas prvého nabíjania.“ Táto vrstva v podstate chráni zápornú elektródu, na ktorej sa môže časom urýchľovať postupný úbytok lítia. To má celkovo pozitívny vplyv na životnosť batérie.
Ide o prelomové zistenie, pretože výrobcovia zvyčajne robia presný opak. Batérie sa vo výrobe prvýkrát nabíjajú práve nízkym prúdom. Tento proces je časovo náročný a je jedným z úzkych miest pri výrobe batérií. Teraz však zrejme prichádza nový spôsob, ako ušetriť čas a možno aj predĺžiť vek batérie.
