Naukowcy z Penn State University znaleźli sposób na ultraszybkie ładowanie baterii zbudowanych na bazie ogniw litowo-żelazowo-fosforanowych (LFP, LiFePO4). Dzięki odpowiedniej budowie są w stanie uzupełnić do 400 kilometrów zasięgu w 10 minut (+2 400 km/h), co odpowiada ładowaniu z mocą około 6 C.
Ogniwa LFP jako szansa na tanie i wydajne samochody elektryczne
Spis treści
O zaletach ogniw LFP pisywaliśmy już wielokrotnie: są tańsze niż NCA/NCM – i dobrze rokują, gdy chodzi o dalsze obniżanie ceny – bezpieczniejsze, wolniej ulegają degradacji oraz umożliwiają stosowanie pełnych cykli ładowania bez wpływu na spadek pojemności. Ich minusami jest niższa gęstość energii oraz mniejsze możliwości przyspieszania ładowania. Wygląda na to, że zarówno w pierwszej (link poniżej), jak i w drugiej dziedzinie (dalsza treść artykułu) sporo się ostatnio dzieje.
> Guoxuan: Osiągnęliśmy 0,212 kWh/kg w naszych ogniwach LFP, idziemy dalej. To już tereny NCA/NCM!
Naukowcy z Penn State znaleźli sposób na podbicie mocy ładowania baterii opartych na ogniwach LFP. Otóż opakowali ogniwa w cienkie niklowe folie podłączone do jednej z elektrod baterii. W momencie startu ładowania przepuszczany jest przez nie prąd elektryczny. Folie rozgrzewają ogniwa (wnętrze baterii) do 60 stopni Celsjusza i dopiero wtedy startuje proces uzupełniania energii.
Jako że ciepło nie pochodzi z wnętrza ogniwa, lecz jest efektem działania dodatkowej grzałki, nie ma ponoć problemów z wzrostem litowych dendrytów.
Badacze twierdzą, że z podgrzanymi ogniwami będą w stanie uzupełnić 400 kilometrów zasięgu w 10 minut (+2 400 km/h). Nie chwalą się konkretnymi wartościami mocy ładowania, ale biorąc pod uwagę, że pożądana współcześnie pojemność baterii powinna przekładać się na 400-500 kilometrów zasięgu, moce ładowania powinny wynieść 4,8-6 C. Przy rozładowywaniu – nadal z rozgrzanymi ogniwami – zapowiadają możliwość wygenerowania 300 kW mocy z baterii o pojemności 40 kWh (7,5 C, źródło).
Ładowanie z wysokimi mocami ma być całkowicie bezpieczne dla opisywanych ogniw. Naukowcy obiecują do 3,2 miliona kilometrów przebiegu, co przy wzmiankowanym wcześniej zasięgu (400-500 km) oznacza czas życia wynoszący 6 400-8 000 pełnych cykli pracy.
Nissan Leaf II jak Porsche: świetne przyspieszenie, ultraszybkie ładowanie
Żeby uzmysłowić sobie, co oznaczają wszystkie powyższe parametry, dopasujmy je do pierwszego z brzegu samochodu. Wyobraźmy sobie Nissana Leafa II z powyższą baterią. Przy 40 kWh pojemności [całkowitej] akumulator byłby w stanie oddać do 300 kW (408 KM) mocy, co nawet po uwzględnieniu strat daje około 250 kW (340 KM) na kołach.
Taki pojazd, gdyby tylko był w stanie zachować przyczepność, miałby osiągi zbliżone do Porsche Boxster i pozwalałby na uzupełnianie energii z mocą do około 240 kW. A rozgrzewająca się podczas jazdy bateria byłaby zaletą, nie wadą, bo nie trzeba byłoby jej dogrzewać w celu osiągnięcia maksymalnej wydajności.
Zdjęcie otwierające: ilustracyjne, testowanie ogniw LFP (c) Jim Conner / YouTube
