Bateriile cu „electrozi cu un singur cristal” ar putea alimenta vehiculele electrice (EV) pentru milioane de mile – ceea ce înseamnă că bateriile lor ar dura mai mult decât alte părți ale mașinii, arată o nouă cercetare.
O baterie litiu-ion cu acest nou tip de electrod se încarcă și se descarcă constant timp de șase ani, păstrând aproape 80% din capacitatea sa inițială. Acea baterie a ciclat de opt ori mai mult decât o baterie litiu-ion obișnuită – echivalent cu o mașină electrică care a parcurs 5 milioane de mile (8 milioane de kilometri), au raportat cercetătorii pe 15 noiembrie în cadrul studiului. Jurnalul Societății Electrochimice.
Toate bateriile se uzează încet și își pierd o parte din capacitatea de stocare a energiei în timp. De exemplu, bateria telefonului dvs. are o încărcare mai mică după câțiva ani decât în ziua în care l-ați cumpărat. Același lucru este valabil și pentru bateriile de mașini electrice: atunci când capacitatea lor de stocare scade, la fel scade distanța pe care o poate parcurge mașina cu o singură încărcare.
Înrudit: Cum funcționează bateriile pentru mașini electrice și ce le afectează autonomia?
„Principalul obiectiv al cercetării noastre a fost să înțelegem modul în care daunele și oboseala din interiorul unei baterii progresează în timp și cum o putem preveni”, coautor al studiului. Toby Bondun chimist la Canadian Light Source, a spus într-un declaraţie.
În cadrul studiului, care a fost finanțat de producătorul de vehicule electrice Tesla și a inclus cercetători de la Universitatea Dalhousie din Nova Scoția, cercetătorii au comparat electrodul monocristalin de lungă durată cu un electrod policristalin folosit mai frecvent. Cei doi electrozi sunt fabricați din materiale similare, dar în electrodul policristalin, acele materiale iau forma multor particule minuscule formate din cristale și mai mici împachetate împreună. În electrodul cu un singur cristal, după cum sugerează și numele, fiecare particulă este făcută dintr-un singur cristal, ceea ce le face mai rezistente la solicitarea mecanică.
Bond și colegii săi au folosit raze X de înaltă energie pentru a privi în interiorul bateriei fără a o demonta. Echipa a descoperit că, după 2,5 ani de cicluri constante, electrodul policristalin era plin de fisuri minuscule. Aceste fisuri se formează atunci când ionii de litiu din baterie forțează atomii din electrozi să se despartă și limitează cât de multă energie poate stoca bateria.
Prin contrast, electrodul monocristal conține puține fisuri, chiar și după încărcarea și descărcarea continuă timp de șase ani.
Baterii EV cu durată mai lungă
Bateria cu electrod monocristal a trecut prin mai mult de 20.000 de cicluri de încărcare și descărcare și își păstrase aproximativ 80% din capacitatea sa inițială în acel timp. Un vehicul electric tipic poate parcurge aproximativ 250 de mile (400 km) cu o încărcare, astfel încât bateria cu electrod cu un singur cristal are o durată de viață echivalentă cu a conduce aproximativ 5 milioane de mile. Pentru comparație, bateriile tipice pentru vehicule electrice de astăzi trebuie înlocuite după aproximativ 200.000 de mile (322.000 km).
„Avem cu adevărat nevoie ca aceste vehicule să reziste cât mai mult posibil, deoarece cu cât le conduceți mai mult, cu atât este mai bună îmbunătățirea amprentei de carbon”, a spus Bond în declarație.
Bateriile cu electrozi monocristal nu au fost încă încorporate în vehiculele electrice, deși sunt disponibile în comerț. Tesla a brevetat formulări similare cu electrozi monocristal, membri ai echipei Dalhousie numiți drept co-inventatori.
Cu aceste progrese menținând bateriile să funcționeze mai mult, bateria ar putea rezista într-o zi mai mult decât altor părți ale unui vehicul electric. Când se întâmplă acest lucru, bateriile ar putea găsi o a doua viață în sistemele de stocare a energiei la scară de rețea, au scris cercetătorii. Acolo, bateriile ar putea stoca energie regenerabilă, dar accesibilă intermitent, cum ar fi energia solară sau eoliană.
„Cred că o astfel de muncă ajută doar să subliniem cât de fiabilă [the new batteries] sunt și ar trebui să ajute companiile care produc și folosesc aceste baterii să planifice pe termen lung”, a spus Bond.
Comentarii recente