Lithium-iontové baterie stárnou jako lidé, nevratně

Jan Horčík - 04 Listopad 2010

Laboratoř na Ohio State University provádí dlouhodobý výzkum a jejich schopnosti udržet . Zejména se ve zabývá , které se dnes využívají v .   
Hybridy - Chevrolet Volt - lithium-iontová baterie

Vědci Yann Guezennec a Giorgio Rizzoni vytvořili nové experimentální zařízení a procedury, ve kterých nechávají komerčně dostupné vybíjet a dobíjet v mnoha tisících cyklech po dobu řady měsíců. Navíc upravují podmínky tak aby simulovali skutečné využití baterií v nebo . Upravují samozřejmě také podmínky jako je teplota.

Jakmile se pak takto otestované 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" 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 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 v katodě," komentuje výzkum Rizzoni, šéf Centra pro na Ohio State University.

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 dlouhodobou záležitostí.

Nikdo neříká, že ji časem vědci nevyřeší. Nicméně někteří navrhují raději využití 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.

Zpět na HybridPřidat komentář
Zaregistrujte se a pište komentáře pohodlněji!

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 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.

Zaregistrujte se a pište komentáře pohodlněji!

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 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.


Nabíječky elektromobilů Circontrolveletrh e-SalonAutonabíjení.cz - vše pro Váš elektromobil