Nabíjení lithium-iontových baterií různou rychlostí prodlužuje životnost baterií

Datum 13.11.2022

Foto: Unsplash

Vědci ze Stanfordovy univerzity přišli nový způsob, jak prodloužit životnost lithium-iontových baterií a snížit jejich degradaci v důsledku rychlého nabíjení. Výzkum zveřejněný ukazuje, jak lze aktivním řízením množství elektrického proudu tekoucího do každého článku v akumulátoru namísto rovnoměrného nabíjení minimalizovat opotřebení. Tento přístup výrazně zvyšuje každému článku baterie jeho životnost.

Podle profesora Stanfordovy univerzity a hlavního autora studie Simona Onoriho první simulace naznačují, že baterie řízené novou technologií by mohly zvládnout nejméně o 20 % více cyklů nabíjení a vybíjení, a to i při častém rychlém nabíjení, které baterii dodatečně zatěžuje.

Většina předchozích snah o prodloužení životnosti baterií elektromobilů se zaměřovala na zlepšení konstrukce, materiálů a výroby jednotlivých článků, přičemž se vycházelo z předpokladu, že podobně jako články řetězu je baterie tak dobrá, jak dobrý je její nejslabší článek. Nová studie vychází z poznání, že i když jsou některé články baterie slabší – kvůli nedokonalostem při výrobě a proto, že některé články degradují rychleji než jiné, protože jsou vystaveny zátěži, jako je teplo – nemusí způsobit degradaci celé baterie. Klíčem je přizpůsobit rychlost nabíjení jedinečné kapacitě každého článku.

“Pokud se to správně neřeší, může různorodost jednotlivých článků ohrozit životnost akumulátoru,” řekl Onori, který je docentem energetického inženýrství na Stanford Doerr School of Sustainability. “Náš přístup vyrovnává energii v jednotlivých článcích akumulátoru, čímž se všechny články vyváženě dostanou do konečného cílového stavu nabití a zvýší se životnost akumulátoru.”

Jako první krok vytvořili vědci vysoce přesný počítačový model chování baterie, který přesně reprezentuje fyzikální a chemické změny, k nimž dochází uvnitř baterie během její životnosti. Některé z těchto změn se odehrávají během několika sekund nebo minut, jiné v průběhu měsíců nebo dokonce let.

“Pokud je nám známo, žádná předchozí studie nepoužila tak věrný model baterie, jaký jsme vytvořili my,” řekl Onori, který je ředitelem Stanford Energy Control Lab.

Provádění simulací s tímto modelem naznačilo, že moderní bateriový blok lze optimalizovat a řídit tak, že se zohlední rozdíly mezi jednotlivými články. Onori a jeho kolegové předpokládají, že jejich model bude v příštích letech použit jako vodítko pro vývoj systémů řízení baterií, které lze snadno nasadit do stávajících konstrukcí vozidel.

Milan Matějíček
zdroj: Stanford University

Eaton 700 x 200 px

Napsat komentář