Elektromobilių judėjimas nėra linijinis. Netolygūs pardavimai, nerimas dėl važiavimo nuotolio ir ribotos įkroviklių prieinamumo galimybės galėjo sumažinti kai kurių nuotaiką. Tačiau tai, kas vyksta vartotojų pusėje, smarkiai kontrastuoja su užkulisinėmis pastangomis, ypač kai kalbama apie baterijų mokslinius tyrimus ir plėtrą.
Šią savaitę atliktas tyrimas, kurį finansavo „Toyota“ mokslinių tyrimų institutas pagal pagreitinto medžiagų projektavimo ir atradimų programą, atskleidžiantis daugiau informacijos apie elektromobilių akumuliatorius.
Mokslinių tyrimų žurnale „Joule“ paskelbtame tyrime teigiama, kad yra naujas būdas pagerinti akumuliatoriaus būklę ir sumažinti jo degradaciją. SLAC-Stanfordo akumuliatorių centro (buvusio Stanfordo linijinio greitintuvo centro) mokslininkai teigė, kad pirmą kartą ličio jonų akumuliatorių įkrovimas neįprastai dideliu greičiu pailgina jų tarnavimo laiką vidutiniškai 50% ir maksimaliai iki 70%.
Tyrime teigiama: „Formavimas yra labai svarbus akumuliatorių gamybos etapas. Šio proceso metu ličio atsargos sunaudojamos kietojo elektrolito tarpfazės (SEI) formavimuisi, kuris savo ruožtu lemia akumuliatoriaus tarnavimo laiką… Stebina tai, kad didelė formavimo įkrovos srovė pirmojo ciklo metu pailgina akumuliatoriaus tarnavimo laiką vidutiniškai 50%.“ Visa tai gali skambėti maniakiškai ir nerišliai. Tačiau štai ką tai reiškia paprastais žodžiais.
Dar prieš pirmą kartą prijungiant elektromobilį prie elektros tinklo ir įkraunant akumuliatorių, pakuotė pereina svarbų gamybos proceso etapą, vadinamą „formavimu“, apie kurį kalbama pirmiau pateiktoje pastraipoje. Paprastai tai įvyksta gamybos proceso pabaigoje, kai vyksta pirmieji kruopščiai kontroliuojami akumuliatoriaus paketo įkrovimo ir iškrovimo ciklai.
Pradiniai įkrovimo ciklai stabilizuoja akumuliatorių bloką ir padeda suaktyvinti elementų medžiagas. Šis procesas turi įtakos akumuliatoriaus veikimui, ilgaamžiškumui ir bendrai kokybei. Tai tarsi sudėtingas muzikos instrumento derinimas prieš jam išeinant į sceną ir atliekant kūrinį. Derinimas ir kalibravimas yra labai svarbūs, nes turi įtakos rezultatui.
Atlikdami tyrimą SLAC-Stanfordo, „Toyota“ tyrimų instituto, Masačusetso technologijos instituto ir Vašingtono universiteto mokslininkai atliko 186 įkrovimo ir iškrovimo ciklus pagal 62 formavimo protokolus. Pirmą kartą į pakuotę įleidus didelę srovę, ląstelės iš tikrųjų prarado dalį ličio – net 30%, palyginti su 9%, kai buvo naudojami tradiciniai pirmojo įkrovimo metodai.
Tačiau „šis pirmojo ciklo ličio praradimas nėra veltui“, – rašoma SLAC-Stanfordo universiteto tinklaraštyje. „Prarastas litis tampa SEI, kuris susidaro ant neigiamo elektrodo paviršiaus pirmojo įkrovimo metu, dalimi.“ Šis sluoksnis iš esmės apsaugo neigiamąjį elektrodą, kuriame ličio nuostoliai laikui bėgant gali paspartėti. Tai apskritai teigiamai veikia pakuotės tarnavimo laiką.
Ataskaitoje teigiama, kad gamintojai paprastai elgiasi priešingai – pirmą kartą akumuliatorius įkrauna maža srove. Dėl to šis procesas užtrunka ilgai ir yra viena iš pagrindinių akumuliatorių gamybos kliūčių. Be tinkamo formavimo akumuliatorius nefunkcionuotų taip, kaip numatyta, todėl tai yra esminis gamybos aspektas. Tačiau dabar, matyt, yra būdas sutaupyti laiko ir galbūt net pailginti akumuliatoriaus amžių.
Taikant šį naująjį metodą, dėl didelės pradinės srovės prarandamas litis, todėl „abiejuose elektroduose atsiranda papildoma erdvė“. Tai galiausiai „padėtų pagerinti akumuliatoriaus veikimą ir ilgaamžiškumą“.
