Amerikai kutatók, köztük a neves Tesla-akkumulátor-kutató Jeff Dahn, új eredményeket tárt fel a magas töltöttségi állapotok lítiumvas-foszfát (LFP) akkumulátorokra gyakorolt hatásairól. Az eredmények kérdéseket vetnek fel az elektromos autók rendszeres, teljes feltöltésének általános gyakorlatával kapcsolatban, és a jövőben a töltési ajánlások megváltoztatásához vezethetnek.
A magas töltési szintek károsítják az LFP-cellákat
A Journal of Electrochemical Society című folyóiratban közzétett tanulmány azt mutatja, hogy a magas töltési állapotú (SoC) ismételt töltés negatívan befolyásolja az LFP-cellák élettartamát. A nikkel-, mangán- és kobaltelemekhez (NMC-cellák) hasonlóan a magas töltöttségi állapot az LFP-cellák feszültségének növekedéséhez is vezet, bár eltérő progresszív görbével. Ha az akkumulátort magas feszültségen és megnövekedett hőmérsékleten töltik, például gyorstöltés során, káros kémiai reakciók léphetnek fel az elektrolitban. Ezek a reakciók lerakódások kialakulásához vezetnek az anódon, ami csökkenti a cella felhasználható kapacitását.
A kutatók hangsúlyozzák, hogy a kapacitásveszteség nagyobb, ha az akkumulátort gyakran 75-100 százalékos töltöttségi szinten működtetik. Másrészt az akkumulátor élettartama meghosszabbodik, ha túlnyomórészt alacsonyabb töltöttségi szinten tartják. A tanulmány ezért azt tanácsolja, hogy minimalizálják a magas töltöttségi állapotban töltött időt.
Összeférhetetlenség az autógyártó ajánlásával
Ezek az eredmények ellentmondanak az autógyártók jelenlegi ajánlásainak, például a következőknek Tesla és a Fordéval. Tesla például azt ajánlja, hogy az LFP változatok a Model 3 és a Model Y legalább hetente egyszer teljesen fel kell tölteni, míg a Ford havonta egy teljes feltöltést javasol. Ezek az ajánlások azon alapulnak, hogy kalibrálni kell az akkumulátor-kezelő rendszert (BMS), hogy az pontosabban tudja meghatározni a töltöttségi szintet és a fennmaradó hatótávolságot. Mivel az LFP-cellák feszültséggörbéje laposabb, a BMS-nek rendszeres fix pontokra van szüksége, amelyeket a teljes töltés állít be.
A tanulmány szerzői elismerik, hogy nem reális az LFP-cellákat csak alacsony, 0 és 25 százalék közötti SoC-tartományban üzemeltetni, mivel ez erősen korlátozná az akkumulátor felhasználható kapacitását. Azt javasolják, hogy a töltési szokásokat nem kellene alapvetően megváltoztatni, de a kapacitásmegtartás és a felhasználható kapacitás közötti kapcsolatot egyedileg kellene mérlegelni.
Kilátások: Lehetséges kiigazítások a gyakorlatban?
Mivel Jeff Dahn, az akkumulátortechnológia egyik vezető szakértője is részt vesz a tanulmányban, ez a kutatás hosszú távon hatással lehet az autógyártók töltési ajánlásaira. Még nem tudni, hogy ezek az új eredmények az ajánlások kiigazításához vezetnek-e az akkumulátorok élettartamának optimalizálása érdekében, anélkül, hogy a felhasználóbarátság rovására mennének.
