Baterie litowo-żelazowo-fosforanowe muszą być często ładowane do pełna, żeby komputer sterujący (BMS) potrafił je kontrolować. A jednocześnie ładowanie do pełna powoduje ich szybszą degradację, zbliżoną do tej, która obserwowana jest w bateriach Li-NCM, wynika z doświadczeń zarówno nabywców Tesli Model 3/Y RWD, jak też z najnowszego badania opublikowanego na łamach Journal of The Electrochemical Society (pol. Magazyn Towarzystwa Elektrochemicznego). Jak zatem postępować z autem elektrycznym z baterią opartą na ogniwach LFP?
Czego nie lubią ogniwa LFP
Naukowcy postanowili sprawdzić, jak zachowują się ogniwa LFP z grafitowymi anodami (czytaj: klasyczne) przy pracy w cyklach od 0 do 25, 60, 80, 100 procent oraz od 75 do 100 procent (źródło). Efekty okazały się zbieżne z tym, które obserwowane są przy ogniwach z katodami opartymi na niklu (NCM), to znaczy: im wyżej ładowano ogniwa, tym szybciej postępowała ich degradacja. Najbardziej wyniszczający okazał się cykl od 75 do 100 procent, czyli sytuacja, w której bateria rozładowywała się niewiele, po czym była doładowywana do pełna.
Opracowanie wspomina o kilku różnych przyczynach degradacji, tj. spadku pojemności ogniw LFP. W przypadku tej konkretnej chemii kluczowa okazała się utrata litu, który był (jest) wiązany w rozmaitych nierozpuszczalnych warstwach. Degradację przyspieszały też wyższe temperatury i cykle pracy, szczególnie w najwyższych stanach naładowania – czas był mniej istotnym czynnikiem, ogniwa po prostu przechowujące energię traciły pojemność wolniej. Dodajmy, że na poniższych wykresach „dla czystości prezentacji” przedstawiono tylko ogniwa ładowane i rozładowywane tylko z najmniejszymi mocami, C/20:
Utrata pojemności w testowanych ogniwach LFP. Kwadraty – cykle 0-25 procent, gwiazdki – cykle 0-100 procent, kółka – cykle 75-100 procent (c) Eniko S. Zsoldos, Daphne T. Thompson, William Black, Saad M. Azam, J. R. Dahn / JES
Jak postępować z autem elektrycznym z baterią LFP
Z punktu widzenia użytkownika samochodu z baterią LFP najbardziej istotny jest wniosek, że przy cyklach pełnych, 0-100 procent, ogniwa początkowo wykazywały wyższą pojemność i nie traciły jej dużo szybciej niż przy pracy w przedziale 0-25 procent. Jak mówią autorzy badania, praca w przedziale 0-25 procent to najlepszy sposób na wydłużenie życia ogniw, ale, tutaj kolejna ciekawostka, przy sztucznym graficie innego pochodzenia (AG2 vs AG1), przy pewnym elektrolicie (LiPF6) i w wysokich temperaturach degradacja ogniw przebiegała praktycznie tak samo w przedziałach 0-25 i 0-100 procent:
Co w takiej sytuacji mogą zrobić właściciele samochodów z bateriami LFP? Przede wszystkim: nie przejmować się, publicznie dostępne badania naukowe w tym segmencie są o kilka lat za przemysłem, jak to zauważył jeden z naszych Czytelników. Należy też zakładać, że dostawca ogniw Li-ion zrobił wszystko, by utrzymać takie parametry, jakich domagał się producent samochodu. Oceniając po zjawiskach zachodzących we wnętrzu ogniw, należy unikać doładowywania, gdy akumulator jest na poziomie 75 i więcej procent. Najlepszy sposób eksploatacji to taki, jaki producent rekomenduje w instrukcji, czyli regularne ładowanie do pełna, by BMS mógł się skalibrować.
Warto poczytać: The Operation Window of Lithium Iron Phosphate/Graphite Cells Affects their Lifetime . Warto obejrzeć:
