En ny studie av amerikanska forskare, inklusive den välrenommerade Tesla-batteriforskaren Jeff Dahn, har visat på nya rön om effekterna av höga laddningsnivåer på litiumjärnfosfatbatterier (LFP). Resultaten väcker frågor om den vanliga praxisen att regelbundet ladda elbilar helt och hållet och kan leda till förändringar i laddningsrekommendationerna i framtiden.
Höga laddningsnivåer skadar LFP-celler
Studien, som publiceras i Journal of Electrochemical Society, visar att upprepad laddning med höga laddningsnivåer (SoC) påverkar LFP-cellernas livslängd negativt. Precis som för batterier med nickel, mangan och kobolt (NMC-celler) leder en hög laddningsnivå också till en ökning av spänningen i LFP-cellerna, men med en annan utvecklingskurva. Om batteriet laddas med hög spänning och förhöjd temperatur, t.ex. vid snabbladdning, kan skadliga kemiska reaktioner uppstå i elektrolyten. Dessa reaktioner leder till att det bildas avlagringar på anoden, vilket minskar cellens användbara kapacitet.
Forskarna betonar att kapacitetsförlusten är större om batteriet ofta används med en laddningsnivå på 75 till 100 procent. Å andra sidan förlängs batteriets livslängd om det huvudsakligen hålls på en lägre laddningsnivå. Studien rekommenderar därför att man minimerar den tid som batteriet befinner sig i hög laddning.
Konflikt med biltillverkarens rekommendationer
Dessa resultat strider mot de nuvarande rekommendationerna från biltillverkarna, t.ex. Tesla och Ford. Tesla Ford rekommenderar till exempel att LFP-versionerna av Model 3 och Model Y bör laddas fullt minst en gång i veckan, medan Ford rekommenderar en full laddning varje månad. Dessa rekommendationer baseras på behovet av att kalibrera batterihanteringssystemet (BMS) så att det kan bestämma laddningsnivån och den återstående räckvidden mer exakt. Eftersom LFP-cellernas spänningskurva är flackare behöver BMS regelbundna fasta punkter, som ställs in genom en full laddning.
Författarna till studien medger att det inte är realistiskt att endast använda LFP-celler i ett lågt SoC-intervall på 0 till 25 procent, eftersom det skulle innebära en kraftig begränsning av batteriets användbara kapacitet. De föreslår att laddningsvanorna inte bör ändras i grunden, men att förhållandet mellan kapacitetsretention och användbar kapacitet bör vägas upp individuellt.
Framtidsutsikter: Möjliga justeringar i praktiken?
Eftersom Jeff Dahn, en av de ledande experterna inom batteriteknik, är involverad i studien, kan denna forskning ha en långsiktig inverkan på biltillverkarnas laddningsrekommendationer. Det återstår att se om dessa nya rön kommer att leda till en justering av rekommendationerna för att optimera batteriernas livslängd utan att äventyra användarvänligheten.
