Naukowcy mają pomysł na ograniczenie degradacji akumulatorów w elektrykach, wystarczy dać im odpocząć

Samochody elektryczne mają wiele zalet, nie należą do nich baterie, które mają stosunkowo krótki zasięg i długi czas ładowania, co zmusza kierowców do starannego planowania dłuższych podróży. Problem mogłyby rozwiązać baterie litowo-metalowe, które według ekspertów, mogą w przyszłości zrewolucjonizować elektromobilność. Ich wadą jest jednak szybka degradacja, ale dzięki wysiłkom naukowców z Uniwersytetu Stanforda, być może wkrótce uda się to rozwiązać.

Większy zasięg elektryków

Wielu specjalistów uważa, że baterie litowo-metalowe mogą wyprzeć z rynku tradycyjne akumulatory litowo-jonowe. Mają bowiem większą gęstość energii i są lżejsze, więc mogłyby znacznie wydłużyć zasięg pojazdów elektrycznych. Mogą przechowywać dwukrotnie więcej energii na tej samej przestrzeni, w porównaniu do klasycznych akumulatorów, więc teoretycznie mogłyby zapewnić autu zasięg nawet tysiąca kilometrów na jednym ładowaniu.

Powiązane:Ogromny sukces samochodu Xiaomi, sprzedaż kilkukrotnie większa od oczekiwań

Nie są jednak pozbawione wad, a największą z nich jest przyspieszona degradacja, która pojawia się już po kilku cyklach ładowania, mocno ograniczając żywotność. Podczas ładowania lub rozładowywania, na anodzie tworzą się struktury zwane dendrytami, które mają kształty zbliżone do igieł. Mogą przebić separator między elektrodami i spowodować zwarcie.

Źródło: Wenbo Zhang/Uniwersytet Stanforda

Naukowcy nieustannie pracują nad udoskonalaniem tego typu baterii i jakiś czas temu badaczom z Pacific Northwest National Laboratory udało się wydłużyć ich żywotność do 600 cykli ładowania.

Spore osiągnięcia na tym polu mają także naukowcy z Uniwersytetu Stanforda, którzy wymyślili rozwiązanie pozwalające ograniczyć degradację akumulatorów. Zdaniem naukowców, największą wadą baterii jest to, że gdy jony litu przechodzą z metalowej anody do katody, część z nich zostaje uwięziona w interfazie stałego elektrolitu (SEI), która przypomina gąbczastą matrycę w miejscu styku anody i elektrolitu.

Jak wyjaśnia współautor badań, Wenbo Zhang, doktorant na Uniwersytecie Stanforda w dziedzinie inżynierii materiałowej, SEI to zasadniczo rozłożony elektrolit. Otacza izolowane kawałki litu oderwanego od anody i uniemożliwia mu udział w jakichkolwiek reakcjach elektrochemicznych, powodując ograniczenie pojemności baterii. Naukowcy odkryli jednak, że po całkowitym rozładowaniu baterii i pozostawieniu jej na jakiś czas bez prądu, zaczyna się samoistnie regenerować. Wystarczy pozostawić ją w takim stanie tylko na godzinę, a wówczas część matrycy SEI, otaczającej martwy lit, rozpuści się. Gdy naładujemy baterię, ponownie połączy się z anodą.

Naukowcy rozwiązali problem baterii litowo-metalowych

Co prawda pozostawianie samochodu z rozładowaną baterią na kilka godzin, aby mogła się zregenerować, nie byłoby zbyt praktycznym rozwiązaniem. Jednakże składają się one z tysięcy pojedynczych ogniw. Można więc odpowiednio przygotować oprogramowanie do zarządzania akumulatorem, aby część ogniw pozostawić rozładowanych, co pozwoli im się zregenerować. Gdy natomiast przez dzień lub dwa nie planujemy korzystać z auta, można by zaplanować odpoczynek baterii.

Oczywiście to tylko teoria i trzeba przeprowadzić więcej badań, by ustalić, czy procedura odpoczynku sprawi, że baterie litowo-metalowe będą nadawały się do użytku w samochodach. Wenbo Zhang uważa jednak, że jest to możliwe i wierzy, że w przypadku niektórych typów akumulatorów, sam stan spoczynku w stanie rozładowania, może znacznie wydłużyć cykl życia pojazdu elektrycznego.

Czytaj więcej:Cybertruck z usterką pedału gazu. Tesla wycofuje prawie wszystkie auta

Marek Pluta

Marek Pluta

Od lat związany z serwisami internetowymi zajmującymi się tematyką gier oraz nowoczesnych technologii. Przez wiele lat współpracował m.in. z portalami Onet i Wirtualna Polska, a także innymi serwisami oraz czasopismami, gdzie zajmował się m.in. pisaniem newsów i recenzowaniem popularnych gier, jak również testowaniem najnowszych akcesoriów komputerowych. Wolne chwile lubi spędzać na rowerze, zaś podczas złej pogody rozrywkę zapewnia mu dobra książka z gatunku sci-fi. Do jego ulubionych gatunków należą strzelanki oraz produkcje MMO.