W ostatnich tygodniach Jeff Dahn, szef laboratorium pracującego dla Tesli i zajmującego się ogniwami Li-ion, opowiada o swoich eksperymentach. Teraz pochwalił się, że od 2017 roku ładuje i rozładowuje ogniwo, które właśnie osiągnęło 15 000 cykli pracy. Gdyby włożyć je do telefonu, wytrzymałoby ponad 41 lat. W samochodzie elektrycznym pozwoliłoby na 6 000 000 kilometrów przebiegu.
Na jeszcze doskonalsze ogniwa Li-ion musimy poczekać. Właśnie dlatego
Na początku lutego Dahn zaprezentował badania, z których wynikało, że jego ogniwa przeżyły ponad 12 000 cykli pełnego ładowania i rozładowania. Moc ładowania wynosiła 1 C, czyli akurat tyle, żeby naładować baterię w 1 godzinę, niezależnie od jej pojemności. Na wykładzie, który miał miejsce 29 marca, wykresy sprawiały wrażenie tych samych (porównaj z drugą ilustracją pochodzącą z lutego 2022), ale uczestniczący w wydarzeniu naukowiec zrelacjonował, że Dahn pochwalił się już 15 000 cykli.
Ładowanie z mocą 1 C nie brzmi może imponująco, ale do dziś jest stosowane w niektórych samochodach elektrycznych (np. Renault Zoe ZE 50). Producenci, którym zależy na długowieczności baterii, starają się nie przekraczać 1,2-1,3 C, więc nawet gdy zawędrują z mocą ładowania w okolice 2 C (100 kW dla baterii 50 kWh itd.), starają się nie pozostawać w tym regionie zbyt długo.
Natomiast 15 000 cykli to wartość, która powoduje lekki zawrót głowy. Gdyby w taką baterię wyposażyć telefon komórkowy, moglibyśmy ładować go raz na dobę i wytrzymałby ponad 41 lat, a czas pracy między ładowaniami spadłby z 36 do 32,4 godziny. W samochodzie elektrycznym wartość jest jeszcze bardziej oszałamiająca: auto z takimi bateriami i 400 kilometrami zasięgu osiągnęłoby przebieg 6 000 000 kilometrów, a początkowy zasięg samochodu spadłby w okolice 90 procent wartości fabrycznej. 6 milionów kilometrów przebiegu to 300 lat eksploatacji przy 20 000 kilometrów pokonywanych rocznie!
Albo inaczej: gdyby takie ogniwa wykorzystać w magazynie energii stabilizującym sieć elektroenergetyczną, mogłyby być ładowane i rozładowywane dwa razy na dobę (ładowanie w dolinach, rozładowywanie w szczytach) i po 20,5 roku intensywnej eksploatacji nadal miałaby około 90 procent pierwotnej pojemności. To przekłada się na dobre 50-60 lat intensywnej eksploatacji!
Kent Griffith, który napomknął o wykładzie, odczytał, że chodzi o ogniwa litowo-jonowe z katodami NMC532 (nikiel-mangan-kobalt w proporcji 50:30:20) oraz anodą ze sztucznego grafitu. To dość typowy skład, jednak są w nim dwa haczyki: pierwszy to monokrystaliczne katody, których nie stosuje się na przemysłową skalę ze względu na trudność w produkcji. Drugi haczyk to nieznany skład elektrolitu, w którym zastosowano tajemnicze „dodatki”:
Dodajmy, że Dahn testuje ogniwa w ładowarko-rozładowywarce od 2017 roku, eksperyment trwa więc od pięciu lat. O tym problemie wspominaliśmy już parokrotnie: im bardziej długowieczna jest chemia ogniw, tym więcej czasu trzeba, by wykryć ewentualne problemy wynikające ze starzenia się pracujących nieustannie odczynników. Na ogniwa z wolniejszą degradacją trzeba będzie po prostu dłużej poczekać.
Nie przegap nowych treści, KLIKNIJ i OBSERWUJ Elektrowoz.pl w Google News. Mogą Cię też zainteresować poniższe reklamy:
