Naukowcy odkryli problem akumulatorów LFP. To będzie klucz do "taniej wydajności"
Akumulator LFP to rozwiązanie, które ma być kluczem do "taniej elektromobilności". Takie baterie są tańsze, ale też mniej wydajne i bardziej podatne na degradację. Naukowcy z uniwersytetu w Graz dokładnie przebadali takie akumulatory i znaleźli w nich coś, co może być kluczem do większej wydajności za niewielkie pieniądze.
- Akumulatory LFP (litowo-żelazowo-fosforanowe) to tańsze rozwiązanie dla elektromobilności
- Wadą takich konstrukcji jest większa podatność na degradację i niższa wydajność
- Teraz jednak może się to zmienić - naukowcy znaleźli przyczynę problemu
Akumulator LFP to rozwiązanie, które podbija rynek motoryzacyjny. Wiele firm znalazło w nich receptę na budowę tańszych samochodów elektrycznych. Z powodzeniem stosuje je wiele firm - między innymi Tesla (chociażby w Modelu 3), czy Ford (w bazowym Mustangu Mach-E).
Problemem konstrukcji litowo-żelazowo-fosforanowych jest ich "ukryta wydajność". Ich faktyczna wykorzystywana pojemność jest nawet o 25% niższa, niż teoretyczna, która wynika z konstrukcji. Wynika to z rodzaju chemii i ze specyfiki przechowywania i wyzwalania energii.
Naukowcy z Graz za pomocą specjalnych mikroskopów przebadali takie baterie i znaleźli przyczynę problemu. Teraz kluczem do sukcesu będzie opracowanie metody na wykorzystanie tej niespożytkowanej pojemności.
Oznaczałoby to, że akumulator LFP, nawet w obecnym wydaniu, może być jeszcze wydajniejszy
Przykładowo bateria o pojemności 50 kWh realnie mogłaby oferować około 62 kWh do wykorzystania, oczywiście biorąc pod uwagę, że mamy tutaj te maksymalne 25% do wykorzystania. Jak to możliwe?
„Nasze badania wykazały, że nawet gdy ogniwa testowego akumulatora są w pełni naładowane, jony litu pozostają w siatce krystalicznej katody, zamiast migrować do anody. Te nieruchome jony wiążą się z kosztem wydajności” – mówi Daniel Knez z Instytutu Mikroskopii Elektronowej i Nanoanalizy na Uniwersytecie Technicznym w Grazu.
Nieruchome jony litu są nierównomiernie rozmieszczone na katodzie. Naukowcom udało się precyzyjnie określić obszary o różnym stopniu wzbogacenia w lit. Co więcej, oddzielono je od siebie co do kilku nanometrów. Stwierdzono zniekształcenia i deformacje sieci krystalicznej katody w obszarach przejściowych.
„Te szczegóły dostarczają ważnych informacji na temat efektów fizycznych, które dotychczas przeciwdziałały wydajności akumulatorów i które możemy uwzględnić w dalszym rozwoju materiałów” – dodaje Ilie Hanzu z Instytutu Chemii i Technologii Materiałów, który był ściśle zaangażowany w projekt badanie.
Teraz więc kluczem do sukcesu jest znalezienie metody na dopracowanie migracji jonów litu do anody
Wtedy realnie akumulator LFP stałby się tanią i bardzo wydajną metodą na obniżenie ceny samochodów elektrycznych. Oczywiście to odkrycie nie rozwiązuje problemu szybszej degradacji, ale pozwoli za to na uzyskanie znacznie większego zasięgu. A to jest coś, na co czeka naprawdę wiele osób.