ACER_november Advertisement ACER_november Advertisement ACER_november Advertisement

Nový spôsob nabíjania by mohol predĺžiť životnosť batérie o 20 %

0

Články, z ktorých sa skladá lítiová batéria, nie sú všetky rovnaké; niektoré z nich degradujú rýchlejšie ako iné. Nový výskum stanfordských vedcov zistil, že batéria môže mať oveľa dlhšiu životnosť, ak sa pri nabíjaní zvolí ku každému článku individuálny prístup. Existuje veľa dôvodov, prečo môžu byť jednotlivé články v súprave slabšie ako ostatné. Rozdiely môžu spočívať  vo výrobe alebo materiáloch. Možno sú niektoré články vystavené väčšiemu teplu, ak sa nachádzajú na miestach, ktoré sa ťažšie chladia.

„Ak sa to správne nerieši, heterogenita medzi jednotlivými článkami môže ohroziť životnosť a bezpečnosť balíka batérií a vyvolať jeho skorú poruchu,“ hovorí Simona Onori, odborná asistentka inžinierstva energetických vied na Stanford Doerr School of Sustainability a autorka novej štúdie. Rýchle nabíjanie a vybíjanie je pre batériové články stresujúce, a hoci sú navrhnuté tak, aby tento stres vydržali, práve v týchto momentoch slabšie články trpia a najrýchlejšie sa zhoršujú.

Tím zo Stanfordu sa preto zaujímal, či štandardná technika nabíjania všetkých článkov batérie rovnakou rýchlosťou môže urýchľovať ich zničenie. Výskumníci navrhli počítačový model na otestovanie svojej teórie v zrýchlenom časovom rámci. Pokúsili sa presne znázorniť fyzikálny a chemický stav batérie, ako aj zmeny, ku ktorým dochádza v súvislosti s rôznymi záťažami počas celej životnosti batérie.

Pomocou tohto modelu uskutočnili niekoľko simulácií, v ktorých porovnávali štandardné nabíjanie s nastavenou rýchlosťou s inými prístupmi, v ktorých kapacita každého jednotlivého článku slúžila ako ukazovateľ toho, koľko nabíjania môže vydržať. Teória spočívala v tom, že najvyššiemu zaťaženiu by mali byť vystavené len najsilnejšie články a s článkami, ktoré už z akéhokoľvek dôvodu začali predčasne degradovať, by sa malo zaobchádzať oveľa šetrnejšie.

Predplatné NEXTECH 2021

Tím zistil, že individuálnym nastavením rýchlosti nabíjania každého článku sa podarilo minimalizovať nárast teploty a degradáciu článkov do takej miery, že tieto balíky zvládli aspoň o 20 % viac cyklov nabíjania a vybíjania ako batérie, ktoré sa nabíjali rovnomerne, a to dokonca aj pri častom rýchlom nabíjaní. Nevýhody sú pomerne zrejmé. Ak nabíjate batériu elektromobilu alebo telefónu, chcete, aby sa nabila čo najrýchlejšie. Pri takomto modeli by sa určitý počet článkov batérie jednoducho nenabíjal tak rýchlo ako za normálnych okolností.

Výskumníci tvrdia, že ich model nabíjania sa dá ľahko zaviesť do existujúcich konštrukcií elektrických vozidiel alebo použiť na usmernenie vývoja novej generácie systémov správy batérií. Takisto naznačujú, že rovnaký model by sa mohol uplatniť na cyklus vybíjania, pričom by sa od slabších článkov vyžadovalo menej a od silnejších viac, čo by prinieslo ďalšie výhody pre životnosť každého akumulátora, ktorý je vystavený vysokému zaťaženiu. Štúdia je uverejnená v časopise IEEE Transactions on Control Systems Technology.

Zdroj: newatlas.com.

Redakcia

Všetky autorove články

Mohlo by vás zaujímať

Mohlo by vás zaujímať