Austriacka P3 Group zebrała do raportu badania baterii samochodów elektrycznych prowadzone przez firmę Aviloo. Aviloo przebadało 7 000 samochodów z bateriami o pojemnościach powyżej 30 kWh. Okazało się, że choć degradacja akumulatorów na początku zachodzi dość szybko – co wynika z fizykochemicznych właściwości ogniw Li-ion – po około 100 000 kilometrach przebiegu niemal się wypłaszcza i osiąga okolice średnio -13 procent w przedziale między 200 000 a 300 000 kilometrami przebiegu.
Spadek pojemności baterii Li-ion w czasie
Spis treści
Aviloo sprawdza użyteczną, dostępną dla użytkownika pojemność baterii i porównuje ją z wartością deklarowaną przez producenta. Badania prowadzone są na dwa różne sposoby, w przypadku opracowania P3 wykorzystano metodę bardziej czasochłonną acz pewniejszą. Wynika z niej, że po pierwszych 30 000 kilometrach samochody elektryczne tracą średnio aż 5 procent pojemności baterii. Po 100 000 kilometrów strata zwiększa się dwukrotnie, do 10 procent pojemności pierwotnej. Później degradacja „się uspokaja”, co prezentuje niebieska linia trendu wyznaczona przez Aviloo. Niebieskie punkty to auta badane przez Aviloo, czerwone należą do taboru P3 (źródło; wymagana rejestracja):
Pierwszy duży spadek, jak wspomnieliśmy, wynika z własności ogniw Li-ion: na elektrodach dochodzi do reakcji z elektrolitem (proces pasywacji), powstaje warstwa pasywna (ang. SEI), która na stałe i nieodwracalnie wiąże część jonów litu, nośników energii i jednocześnie wyznaczników pojemności baterii. Producenci ogniw usiłują a to zapobiegać procesowi stosując elektrolity rozpuszczające SEI, a to, przeciwnie, już na etapie produkcji usiłują wytworzyć własną warstwę SEI o ściśle określonych parametrach, by zapobiec dalszej utracie pojemności. Chiński CATL wykorzystuje dodatkowy czynnik prelitujący, składnik elektrolitu oddający lit w trakcie pracy, przez co ogniwa na początku ZYSKUJĄ na pojemności.
Bateria CATL Qilin. Zdjęcie ilustracyjne (c) CATL
Inni producenci też wydają się stopniowo podążać tym śladem, jednak na razie powszechna jest szybka utrata pojemności na początku, mniejsza nieco później, a następnie stabilizacja. W badaniach Aviloo średnia degradacja w przedziale od 200 000 do 300 000 kilometrów przebiegu wynosi zaledwie 1-2 procent. Nawet pesymistyczny model P3 z 2023 roku, w ramach którego badano starzenie się ogniw Li-ion w testach laboratoryjnych – tj. poza BMS-em dbającym o ich dobrostan, szara linia – ocenia, że poziom 80 procent pojemności samochody będą osiągać w okolicy 235 000 kilometrów przebiegu. Do 300 000 kilometrów przebiegu nie uda się zbliżyć nawet utraty pojemności równej 25 procent (=75 proc. pojemności fabrycznej).
Baterie elektryków: do 300 000 km w samochodach, następnie w magazynach energii, w końcu do recyklingu
Na marginesie dodajmy, że przebieg wynoszący 150 000 do 200 000 kilometrów to w autach spalinowych wartość graniczna. Stopniowo zaczyna się psuć i zużywać wszystko, nawet elementy z pozoru niezniszczalne. Wtedy albo wydaliśmy/wydajemy majątek na naprawy, albo łatamy problemy zamiennikami, albo wreszcie sprzedajemy samochód i kupujemy egzemplarz młodszy.
W wypadku elektryków przedział 70-80 procent pojemności fabrycznej jest kluczowy, ponieważ zakłada się, że właśnie wtedy mogą (choć nie muszą) objawić się kwestie nieliniowego spadku pojemności poszczególnych ogniw, co przełoży się na pojemność całej baterii. To słaby punkt całego raportu, bo na rynku nie ma jeszcze zbyt wielu samochodów elektrycznych z bateriami powyżej 30 kWh, które miałyby ponad 200 000 kilometrów przebiegu. Punkty na wykresie są więc rozsiane dość rzadko, margines błędu jest większy.
P3 szacuje, że życie baterii Li-ion będzie wyglądało w sposób następujący: pierwsze około 12 lat / 300 000 kilometrów przebiegu to pierwsze życie akumulatora Li-ion, właśnie w aucie. Następnie na krótszy czas trafi on do magazynu energii, by ostatecznie podlegać recyklingowi i wrócić do obiegu jako nowe ogniwa:
