Laboratoř na Ohio State University provádí dlouhodobý výzkum baterií a jejich schopnosti udržet energii. Zejména se ve výzkumu zabývá lithium-iontovými bateriemi, které se dnes využívají v elektrických autech.
Vědci Yann Guezennec a Giorgio Rizzoni vytvořili nové experimentální zařízení a procedury, ve kterých nechávají komerčně dostupné li-ion baterie vybíjet a dobíjet v mnoha tisících cyklech po dobu řady měsíců. Navíc upravují podmínky tak aby simulovali skutečné využití baterií v hybridních autech nebo elektromobilech. Upravují samozřejmě také podmínky jako je teplota.
Elektrické Audi A2 ujelo 605 km na jedno nabití, díky revolučním bateriím
Nanopóry v křemíku = lithium-iontové baterie s 10x vyšší kapacitou
Baterie z Chevroletu Volt půjde využít v inteligentních sítích
Jakmile se pak takto otestované baterie přiblížily konci své životnosti, vědci je rozebrali a podrobně analyzovali pomocí techniky zvané infračervené tepelné snímání. Hledali s její pomocí problémové oblasti v každé elektrodě, což je 1,5 metru dlouhý proužek kovové pásky pokrytý oxidem a stočený jako roláda.
Na tato problémová místa se pak zaměřili i dalšími, pokročilejšími technikami, jako je např. skenování elektronovými mikroskopy. Zjistili, že původně velice pečlivě „vyladěné“ nanomateriály na těchto elektrodách, které umožňují bateriím se rychle vybíjet a nabíjet, změnily svou strukturu k horšímu (doslova „zhrubly“).
Další studie starých baterií odhalily, že část lithia zodpovědného za přenos elektrického náboje mezi elektrodami při nabíjení a vybíjení už není k dispozici. Nenávratně se ztratilo, přeslo z katody na anodu. „Jasně můžeme vidět, že starší vzorek má proti mladšímu mnohem nižší koncentrati lithia v katodě,“ komentuje výzkum Rizzoni, šéf Centra pro automobilový výzkum na Ohio State University.
Baterie budoucnosti z Rakouska
Nanotechnologie v Česku: pokročilé baterie i chytré nátěry
Nanotechnologie jsou budoucnost hybridů a elektromobilů, říká Honda
Vědci předpokládají, že právě „zhrubnutí“ katody může za ztrátu lithia. Pokud se jejich teorie ověří, mohlo by to výrobce li-ion baterií nasměrovat k výrobkům, které budou mít delší životnost i odolnost. Nicméně problém elektrolytu, který postupně ztrácí své původní vlastnosti je v oblasti akumulátorů dlouhodobou záležitostí.
Nikdo neříká, že ji časem vědci nevyřeší. Nicméně někteří navrhují raději využití superkondenzátorů s vyšší energetickou hustotou než jsou současné baterie. Jenže problém se superkondenzátory je ten, že nikdo dosud nevyvinul takové, které by mohly skutečně nahradit baterie. Prozatím je pouze doplňují. Ačkoliv objevy nových materiálů jako je grafen by časem cestu k nim mohly otevřít.
Čo sa týka životnosti,
Čo sa týka životnosti, spýtajte sa modelárov, tí rasujú akumulátory najrôznejšími spôsobmi – tam sa dá analogicky zistiť, ktorá technológia je najrobustnejšia.
Momochodom tie LiPol sa rok od roku zlepšujú – aspoň čo mám poznatky s malými kapacitami.
LiFePo4 technológia sa aj mne zdá asi najrobustnejšia – možno existuje aj niečo lepšia, ale ešte to nie je bežne dostupné. Možno SCIB od firmy Toshiba, ale neviem, či sa už v Európe predávajú….
Modeláři jsou dobrý zdroj
Modeláři jsou dobrý zdroj informací, bohužel jejich priority a způsob používání se překrývají s použitím v EV pouze částečně. Pro ně je podstanější co nejnižší hmotnost a co největší proudy, proto u nich (tedy alespoň u těch leteckých, co znám) převažují spíše li-pol, případně A123 a nikdo od toho nečeká, že to vydrží několik let.
Ako modelár môžem
Ako modelár môžem potvrdiť, že LiPol sú dosť citlivé, i keď prúdová zaťažitelnosť sa blíži k LiFe akumulátorom.
Podľa najnovších odporúčaní dovozcov sa napr. v zime LiPol akumulátory nedoporučuje nabíjať až na 4,2V. Zrejme to Lítium potrebuje pri nižších teplotách viac „priestoru“.
U vozidiel by to asi bol problém. No a potom je tu bezpečnosť – LiFe a LiIon akumulátory majú bezpečnostnú poistku, ktorá preruší obvod pri príliš veľkom preťažení a teda aj nedôjde ku vznieteniu batérie ale u LiPol som to nevidel. Možno väčšie ksapacity sú touto poistkou tiež vybavené.
Máte prevdu, vo vozidle panujú iné pomery čo sa týka odoberaného prúdu tam záťaž batérie vzhľadom k kapacite je skôr na úrovni akumulátorového náradia, takže o počet cyklov by som sa nebál.
Ale pri napätí okolo 300V, ktoré majú elektromobily je skôr dôležitá selekcia čo najpodobnejších článkov pri zostavovaní batérie. U modelov sa pohybuje počet od 3 do cca 12,tam tento problém nie je až tak vypuklý i keď z hľadiska záťaže batérie tiež dôležitý.
Ono každá batéria funguje tak, ako jej najslabší článok. Neviem si predstaviť, ako to robily u Tesly.
To jsou všechno dávno
To jsou všechno dávno známé věci. Čekal bych spíš srovnávací test různých na lithiu založených akumulátorů, ideálně přímo těch, co se v konkrétních EV používají. A to nejenom z pohledu počtu cyklů, ale především právě z hlediska „poločasu rozpadu“ o kterém se vždy a všude taktně mlčí. K čemu je mi, když má akumulátor řekněme 1000 cyklů, na které bych mohl teoreticky najezdit třeba 20 let, když mi do pěti let zdegraduje na polovinu kapacity, cykly necykly? Nebo ještě hůř, už v průběhu této doby mi tam pochcípají některé články?
Z tohoto pohledu bych „obyčejné“ Li-On a Li-Pol nechtěl mít v autě ani za prase. Jako naprosté minimum pro EV se jeví Lifepo4, které by snad doufejme mělo degradovat řádově pomaleji, ale nejsou praktické dlouhodobé zkušenosti. Nicméně aby se elektromobily staly něčím víc, než jenom hračkou pro nadšence, musely by akumulátory být absolutně bezúdržbové tak alespoň 10let s degradací tak do 10% kapacity.