Baterie EV starzeją się inaczej niż sądzono - na szczęście

Badanie przeprowadzone przez Uniwersytet Stanforda w Kalifornii zbadano żywotność 92 akumulatorów litowo-jonowych, takich jak te stosowane w pojazdach elektrycznych. Przez ponad dwa lata szybko symulowano różne profile ładowania i rozładowywania, aby przeanalizować różnice w starzeniu się ogniw baterii.

Niektóre z akumulatorów zostały poddane szybkiemu rozładowaniu przy dużej mocy i stałym cyklom ładowania, podczas gdy inne zostały poddane realistycznym profilom ładowania i rozładowania w celu porównania. Te konkretne akumulatory musiały poradzić sobie z szybkim rozładowaniem (doświadczanym podczas przyspieszania) i niskim zużyciem energii (obserwowanym podczas jazdy stop-and-go, dłuższych postojów lub parkowania w nocy). W grę wchodziło również nieregularne ładowanie przy różnych natężeniach prądu.

Ku zaskoczeniu badaczy, stan baterii pogarszał się znacznie wolniej, gdy były one rozładowywane dynamicznie. Zebrane dane pomogły badaczom zidentyfikować liczne czynniki przyczyniające się do wydłużenia żywotności baterii.

W szczególności, jednym z takich czynników jest krótkie i gwałtowne rozładowanie obserwowane podczas typowego przyspieszania, na przykład podczas ruszania spod świateł. Ale tu pojawia się problem: do tej pory architektura ogniw akumulatorowych była projektowana tak, aby ułatwić jak najwięcej płynnych cykli ładowania.

Ponowne przemyślenie struktury ogniw i procedur testowych

Jak się okazuje, podejście to jest nie tylko niezgodne z rzeczywistością, ale także przynosi efekt przeciwny do zamierzonego, biorąc pod uwagę, że nie doceniliśmy pozytywnych skutków korzystania z akumulatorów EV w sposób, w jaki zwykle robimy to w prawdziwym życiu. Aby zrozumieć, jak znaczące są te efekty, możemy spojrzeć na dane dotyczące liczby cykli ładowania wymaganych do zmniejszenia pojemności baterii do 85% (zwykle po 10-15 latach użytkowania). Równomiernie rozładowana bateria osiągnęła około 900 cykli ładowania, podczas gdy dynamicznie rozładowana bateria (bardziej realistyczny scenariusz) zdołała przetrwać 1200 cykli ładowania przed osiągnięciem określonego limitu.

Według badania, skupienie się na takich profilach rozładowania może pomóc nam osiągnąć jeszcze lepsze wyniki bez konieczności modyfikowania podstawowej architektury lub struktury baterii. Niemniej jednak, nawet przy konserwatywnie szacowanym zasięgu 250 km na jednym ładowaniu, 1200 cykli przełożyłoby się na całkowity przebieg 300 000 km. Jest jeszcze więcej miejsca na poprawę.