Durata de viață a bateriei ar putea fi de aproximativ 20.000 de cicluri sau 8 milioane de kilometri
Perspectiv: Cercetătorii au realizat un progres în extinderea duratei de viață a bateriilor EV prin adoptarea unui design cu electrod cu un singur cristal. Această inovație nu numai că deține potențialul de a crește în mod semnificativ longevitatea și autonomia vehiculelor electrice, dar deschide și calea pentru o integrare mai perfectă a surselor de energie regenerabilă în rețelele electrice.
Studiul, finanțat de Tesla Canada și Consiliul de Cercetare în Științe Naturale și Inginerie din Canada, a fost condus de profesorul Jeff Dahn de la Universitatea Dalhousie din Halifax și de o echipă de cercetători. Bateria lor inovatoare a demonstrat o durabilitate excepțională, care a durat peste 20.000 de cicluri de încărcare-descărcare înainte de a atinge pragul de capacitate standard de 80% din industrie.
Pentru a pune acest lucru în perspectivă, echivalează cu alimentarea unui vehicul electric pe o lungime extraordinară de 8 milioane de kilometri.
Cercetarea s-a concentrat pe înțelegerea modului în care daunele interne și oboseala se acumulează în baterii în timp și pe conceperea unor metode pentru a preveni aceste probleme, a explicat dr. Toby Bond, om de știință senior la Sursa de lumină canadiană. Folosind tehnologia avansată de lumină cu sincrotron de la Universitatea din Saskatchewan, echipa a efectuat analize detaliate ale structurilor interne ale bateriei.
Noua baterie cu electrod monocristal a fost comparată cu o baterie convențională cu litiu-ion, care durează de obicei aproximativ 2.400 de cicluri înainte de a atinge marca de capacitate de 80%. Cu lumina sincrotron ultraluminoasă a CLS, cercetătorii au reușit să studieze structurile interne ale ambelor tipuri de baterii fără a le dezasambla, asigurându-se că integritatea celulelor cu ciclu lung a fost menținută.
Rezultatele au fost izbitoare. În timp ce bateriile convenționale au prezentat fisuri microscopice extinse în materialul electrodului lor după încărcare și descărcare repetată, bateria cu electrod cu un singur cristal nu a prezentat aproape niciun semn de degradare. „În imaginile noastre, semăna foarte mult cu o celulă nou-nouță”, a spus dr. Toby Bond. „Aproape că nu am putut să facem diferența”.
Cheia acestei durabilitate constă în structura particulelor electrodului. Bateriile tradiționale folosesc electrozi formați din particule minuscule formate din grupuri de cristale mai mici. În schimb, electrodul cu un singur cristal este un singur cristal continuu, ceea ce îl face mult mai rezistent la stres mecanic și deformare. Bond a comparat diferența cu cea dintre un bulgăre de zăpadă și un cub de gheață – acesta din urmă fiind mult mai greu de zdrobit.
Această descoperire are implicații de anvergură pentru industria EV și nu numai. Reglementările actuale din SUA impun bateriilor EV să mențină cel puțin 80% din capacitatea lor inițială de încărcare după opt ani de funcționare. Cu toate acestea, experții din industrie fac eforturi pentru baterii care durează decenii, permițând „aplicații de a doua viață”, cum ar fi stocarea energiei la scară de rețea pentru surse regenerabile precum eolianul și solarul.
Durata de viață extinsă a acestor noi baterii ar putea dura mai mult decât celelalte componente ale vehiculelor electrice, reprezentând o piatră de hotar semnificativă în tehnologia EV. „Avem cu adevărat nevoie ca aceste vehicule să reziste cât mai mult posibil, deoarece cu cât le conduceți mai mult, cu atât este mai bună îmbunătățirea amprentei de carbon”, a explicat Bond.
Echipa de cercetare raportează că aceste baterii avansate sunt deja în producție comercială, urmând ca adoptarea lor să crească semnificativ în următorii ani. „Cred că o astfel de muncă ajută doar să subliniem cât de fiabile sunt și ar trebui să ajute companiile care produc și folosesc aceste baterii să planifice pe termen lung”, a spus Bond.
