Niedawne badanie przeprowadzone przez amerykańskich naukowców, w tym renomowanego TeslaJeffa Dahna, ujawniło nowe ustalenia dotyczące wpływu wysokich stanów naładowania na akumulatory litowo-żelazowo-fosforanowe (LFP). Wyniki budzą wątpliwości co do powszechnej praktyki regularnego pełnego ładowania samochodów elektrycznych i mogą prowadzić do zmian w zaleceniach dotyczących ładowania w przyszłości.
Wysokie poziomy naładowania uszkadzają ogniwa LFP
Badanie, opublikowane w Journal of Electrochemical Society, pokazuje, że wielokrotne ładowanie przy wysokich stanach naładowania (SoC) negatywnie wpływa na żywotność ogniw LFP. Podobnie jak w przypadku akumulatorów z niklem, manganem i kobaltem (ogniwa NMC), wysoki stan naładowania również prowadzi do wzrostu napięcia ogniw LFP, aczkolwiek z inną krzywą progresji. Jeśli akumulator jest ładowany przy wysokim napięciu i podwyższonej temperaturze, na przykład podczas szybkiego ładowania, w elektrolicie mogą zachodzić szkodliwe reakcje chemiczne. Reakcje te prowadzą do powstawania osadów na anodzie, co zmniejsza użyteczną pojemność ogniwa.
Naukowcy podkreślają, że utrata pojemności jest większa, jeśli bateria jest często eksploatowana przy poziomie naładowania od 75 do 100 procent. Z drugiej strony, żywotność baterii wydłuża się, jeśli jest ona utrzymywana głównie na niższym poziomie naładowania. Badanie zaleca zatem zminimalizowanie czasu spędzanego w wysokich stanach naładowania.
Sprzeczność z zaleceniami producenta samochodu
Wyniki te są sprzeczne z obecnymi zaleceniami producentów samochodów, takimi jak Tesla i Ford. Tesla Ford zaleca na przykład, aby wersje LFP samochodów Model 3 i Model Y powinny być w pełni naładowane co najmniej raz w tygodniu, podczas gdy Ford zaleca pełne ładowanie co miesiąc. Zalecenia te opierają się na potrzebie kalibracji systemu zarządzania akumulatorem (BMS), aby mógł on dokładniej określić poziom naładowania i pozostały zasięg. Ponieważ krzywa napięcia ogniw LFP jest bardziej płaska, BMS wymaga regularnych stałych punktów, które są ustawiane przez pełne naładowanie.
Autorzy badania przyznają, że obsługa ogniw LFP tylko w niskim zakresie SoC od 0 do 25 procent nie jest realistyczna, ponieważ poważnie ograniczyłoby to użyteczną pojemność baterii. Sugerują oni, że nawyki związane z ładowaniem nie powinny być zasadniczo zmieniane, ale że relacja między zachowaniem pojemności a pojemnością użytkową powinna być rozważana indywidualnie.
Perspektywy: Możliwe zmiany w praktyce?
Ponieważ Jeff Dahn, jeden z wiodących ekspertów w dziedzinie technologii akumulatorów, jest zaangażowany w badanie, może ono mieć długoterminowy wpływ na zalecenia producentów samochodów dotyczące ładowania. Dopiero okaże się, czy te nowe odkrycia doprowadzą do dostosowania zaleceń w celu optymalizacji żywotności akumulatorów bez uszczerbku dla łatwości użytkowania.
