Έτσι θα επεκταθεί η διάρκεια ζωής των μπαταριών ηλεκτρικών οχημάτων

Λύση το πρώτο φόρτισμα της μπαταρίας με ρεύμα υψηλής τάσης

Μία μικρή αλλαγή στην διαδικασία κατασκευής των μπαταριών ηλεκτρικών αυτοκινήτων είναι αρκετή για να αυξήσει την διάρκεια ζωής τους. Αυτό απέδειξε μια έρευνα στο αμερικανικό πανεπιστήμιο του Stanford University στην Καλιφόρνια. Οι ερευνητές της SLAC Battery Center χρησιμοποίησαν τεχνητή νοημοσύνη προκειμένου να βελτιστοποιήσουν την μέθοδο παραγωγής μπαταριών ιόντων λιθίου. Το ενδιαφέρον είναι ότι τίποτα δεν αλλάζει στην χημική και χωροταξική δομή των μπαταριών, άρα η κατασκευή τους παραμένει ολόιδια. Το μυστικό κρύβεται στην πρώτη φόρτιση της μπαταρίας γνωστή ως «forming». Μέχρις σήμερα, το πρώτο φόρτισμα των μπαταριών μετά την παραγωγή τους γινότανε με χαμηλή τάση ρεύματος. Στο project της συγκεκριμένης έρευνας, όμως, δοκιμάστηκε η πρώτη φόρτιση να γίνει με ρεύμα υψηλής τάσης, κάτι που αποδείχτηκε ιδιαίτερα ωφέλιμο.

Επέκταση διάρκειας ζωής μπαταρίας κατά 50%

Οι ερευνητές κατάφεραν να επεκτείνουν την διάρκεια ζωής της συσκευής αποθήκευσης ενέργειας που χρησιμοποιήθηκε κατά 50%, δηλαδή από 2000 κύκλους φόρτισης σε 3000. Για να καταλάβουμε πώς συμβαίνει αυτό πρέπει να κατανοήσουμε πώς δημιουργούνται απώλειες στην χωρητικότητα της μπαταρίας. Το θετικό ηλεκτρόδιο κάθε νέας μπαταρίας είναι πλήρως γεμισμένο με ιόντα λιθίου. Κάθε φορά που αυτή ολοκληρώνει έναν κύκλο φόρτισης, μέρος των ιόντων λιθίου απενεργοποιείται με αποτέλεσμα να «γερνάει». Περιορίζοντας αυτές τις απώλειες είναι δυνατό να διευρυνθεί η διάρκεια ζωής της. Παρόλο που με την υψηλή τάση κατά την πρώτη φόρτιση απενεργοποιούνται ιόντα λιθίου, παράλληλα ελευθερώνεται περισσότερος χώρος στο θετικό ηλεκτρόδιο για την αποθήκευση φορτισμένων ιόντων  από το αρνητικό ηλεκτρόδιο. Αυτό αυξάνει την αποδοτικότητα φορτίσματος και ξεφορτίσματος της μπαταρίας.

Πολύ πιο σύντομη η διαδικασία παραγωγής νέων μπαταριών

Η πρώτη φόρτιση με υψηλή τάση δοκιμάστηκε συνολικά σε 186 μπαταρίες και η τεχνητή νοημοσύνη επέτρεψε να υπολογιστούν οι μεταβολές στα ιόντα λιθίου που εμπεριέχονται στα ηλεκτρόδια των μπαταριών. Το άλλο θετικό της υπόθεσης; Η διάρκεια της διαδικασίας παραγωγής των μπαταριών μειώθηκε συντριπτικά, καθώς η διαδικασία φόρτισής τους έγινε κατά 30 φορές συντομότερη. Συγκεκριμένα, ενώ ένας τυπικός χρόνος πρώτης φόρτισης ήταν οι 10 ώρες, πλέον αυτή ολοκληρώνεται σε 20 λεπτά. Τα πλεονεκτήματα αυτής της ανακάλυψης είναι πολύ θετικά για την ηλεκτροκίνηση, καθώς οι μπαταρίες για ηλεκτρικά οχήματα μπορούν να γίνουν σημαντικά μικρότερες και ελαφρύτερες, αυξάνοντας την αυτονομία τους και παράλληλα μειώνοντας το κόστος.