En nylig undersøgelse foretaget af amerikanske forskere, herunder den anerkendte Tesla-batteriforsker Jeff Dahn, har afsløret nye resultater om virkningerne af høje opladningstilstande på litiumjernfosfatbatterier (LFP). Resultaterne sætter spørgsmålstegn ved den almindelige praksis med regelmæssig fuld opladning af elbiler og kan føre til ændringer i opladningsanbefalingerne i fremtiden.
Høje opladningsniveauer skader LFP-celler
Undersøgelsen, der er offentliggjort i Journal of Electrochemical Society, viser, at gentagen opladning ved høje ladetilstande (SoC) påvirker LFP-cellernes levetid negativt. Som med batterier med nikkel, mangan og kobolt (NMC-celler) fører en høj opladningstilstand også til en stigning i LFP-cellernes spænding, omend med en anden udviklingskurve. Hvis batteriet oplades ved høj spænding og øget temperatur, f.eks. under hurtigopladning, kan der opstå skadelige kemiske reaktioner i elektrolytten. Disse reaktioner fører til dannelse af aflejringer på anoden, hvilket reducerer cellens brugbare kapacitet.
Forskerne understreger, at tabet af kapacitet er større, hvis batteriet ofte kører med et opladningsniveau på 75 til 100 procent. På den anden side forlænges batteriets levetid, hvis det overvejende holdes på et lavere opladningsniveau. Undersøgelsen anbefaler derfor at minimere den tid, der tilbringes i høje opladningstilstande.
Konflikt med bilproducentens anbefalinger
Disse resultater er i modstrid med de nuværende anbefalinger fra bilproducenter som f.eks. Tesla og Ford. Tesla anbefaler for eksempel, at LFP-versionerne af Model 3 og Model Y bør oplades fuldt ud mindst en gang om ugen, mens Ford anbefaler en fuld opladning hver måned. Disse anbefalinger er baseret på behovet for at kalibrere batteristyringssystemet (BMS), så det kan bestemme opladningsniveauet og den resterende rækkevidde mere nøjagtigt. Da spændingskurven for LFP-celler er fladere, kræver BMS regelmæssige faste punkter, som indstilles ved en fuld opladning.
Forfatterne til undersøgelsen anerkender, at det ikke er realistisk kun at bruge LFP-celler i et lavt SoC-område på 0 til 25 procent, da det i høj grad ville begrænse batteriets brugbare kapacitet. De foreslår, at opladningsvanerne ikke skal ændres fundamentalt, men at forholdet mellem kapacitetsbevarelse og brugbar kapacitet skal afvejes individuelt.
Fremtidsudsigter: Mulige justeringer i praksis?
Da Jeff Dahn, en af de førende eksperter inden for batteriteknologi, er involveret i undersøgelsen, kan denne forskning have en langsigtet indvirkning på bilproducenternes opladningsanbefalinger. Det er endnu uvist, om disse nye resultater vil føre til en justering af anbefalingerne for at optimere batteriernes levetid uden at gå på kompromis med brugervenligheden.
