Jeff Dahn, szef laboratorium pracującego na zlecenie Tesli i rozwijającego ogniwa Li-ion, wyjaśnił, do czego zmierza, gdy pracuje nad bateriami wytrzymującymi tysiące cykli ładowania. Podkreślił, że ich zastosowanie w samochodach zdarzy się właściwie przy okazji, ponieważ w motoryzacji 800 cykli to wartość wystarczająca.
Tysiące cykli pracy są ważne przy V2G
W trakcie prezentacji, która miała miejsce kilka dni temu, Dahn opowiedział o ogniwach z udoskonalonym elektrolitem, które po 12 000 cykli pracy oferowały aż 95 procent pierwotnej pojemności. Gdyby taka bateria była wykorzystywana w samochodzie, spokojnie wytrzymałaby prawie 5 milionów kilometrów przebiegu. W gospodarstwie domowym z kolei, przy ładowaniu w nocy i rozładowaniu w ciągu dnia, magazyn energii tego rodzaju straciłby zaledwie 5 procent pierwotnej pojemności po około 33 latach.
I to właśnie na magazynach energii badaczowi zależy najbardziej. Ma świadomość tego, że odnawialne źródła energii (turbiny wiatrowe, panele fotowoltaiczne) są tańsze w uruchomieniu niż elektrownie węglowe, ale są to źródła dość kapryśne – dlatego należy uzupełniać je o magazyny energii. Mogą być to magazyny stacjonarne, jednak cały świat skupia się obecnie na zwiększaniu produkcji ogniw do samochodów elektrycznych.
Jego zdaniem kluczem do odejścia od węgla i przejścia na OZE będą auta elektryczne pozwalające na oddawanie energii do sieci (ang. Vehicle-to-Grid, V2G). Tylko że takie „magazyny na kółkach” muszą wytrzymywać tysiące cykli pracy, żeby ich właściciele nie ucierpieli z powodu przyspieszonego spadku pojemności baterii. Badane przez niego ogniwa NMC532 (katoda oparta w 50 procent na niklu, 30 procent na manganie i 20 procent na kobalcie; wykres powyżej) z nowymi elektrolitami dobrze radzą sobie z ładowaniem i rozładowywaniem mocami do 1 C.
Ale przy samochodach elektrycznych istotna jest również możliwość szybkiego ładowania, tymczasem przy 3 C (moc = 3 x pojemność baterii) jego ogniwa nie prezentują się już tak dobrze. Wypadają lepiej niż przeciętnie, jednak słabiej niż przy 1 C. W dodatku zespół Dahna zaczyna dostrzegać kolejny problem: przy klasycznych 800-1 000 cyklach stosowanych w motoryzacji jako pierwsze poddają się ogniwa. Przy kilkunastu tysiącach cykli mogą zacząć zawodzić inne elementy: obudowy, moduły, systemy BMS.
Aktualnie jedynymi samochodami na rynku obsługującymi V2G są Nissany Leafy i Mitsubishi Outlandery PHEV. Wymagają one jednak specjalizowanych stacji ładowania ze złączem Chademo, który koszty idą w dziesiątki tysięcy złotych. Pewną część protokołu V2G (konkretnie: V2L), możliwość zasilania zewnętrznych urządzeń z baterii, znajdziemy w Hyundaiu Ioniqu 5 i Kii EV6 oraz innych modelach na platformie E-GMP. V2G ma się pojawić w pojazdach koncernu Volkswagena na platformie MEB z największymi bateriami w połowie bieżącego roku. W Teslach i pozostałych elektrykach V2G nie ma.
Więcej o V2G w praktycznym zastosowaniu: Mam fotowoltaikę i V2G. Mój Leaf czasem oddaje energię, wszystko zarabia tyle, że spłaca rachunki za prąd i gaz
Zdjęcie otwierające: schemat działania V2G z Nissanem Leafem
