Wystarczy zadbać o każde ogniwo, aby znacząco wydłużyć żywotność akumulatorów
To, co uważamy za “akumulator litowo-jonowy”, to często cały zestaw połączonych ze sobą ogniw w stosownym (solidnym) pakiecie. Jeśli kojarzycie sposób działania dysków SSD, które dbają o to, aby równomiernie zużywać swoje kości pamięci Flash, to wiecie, że nadmierne wykorzystanie jednej kości w ramach eksploatacji dysku prowadzi do awarii. Ten sam mechanizm zaobserwowali naukowcy ze Stanford University, którzy udowodnili, że można znacząco wydłużyć żywotność akumulatorów – wystarczy ładować poszczególne ogniwa indywidualnie.
Czytaj też: Sparaliżowany człowiek mówi, choć fizycznie nie jest w stanie. Jak to możliwe?
Tak jak łańcuch jest równie mocny, co jego najsłabsze ogniwo, tak też akumulatory służą tak długo, jak długo służą jego poszczególne ogniwa. Różnice w trwałości tych składowych elementów każdego pakietu są bezpośrednio związane z ich jakością oraz umiejscowieniem w pakiecie, bo każde pozornie identyczne ogniwo różni się od siebie, a stopień ich chłodzenia jest różny zależnie od pozycji w akumulatorze. Degradacja tych “najgorszych” postępuje szybciej zwłaszcza wtedy, kiedy albo są szybko ładowane, albo szybko rozładowywane, dlatego zespół naukowców zaczął się zastanawiać, czy standardowa technika ładowania wszystkich ogniw baterii w tym samym tempie może przyspieszać ich awarię.
W tym celu badacze zaprojektowali model komputerowy, aby przetestować swoją teorię w przyspieszonym czasie, co zapewniło im dostęp do “bezprecedensowego poziomu szczegółowości symulacji”. Dzięki temu modelowi przeprowadzili szereg symulacji porównujących standardowe, ustalone tempo ładowania z innymi metodami, w których pojemność każdego ogniwa służyła jako wskaźnik tego, jak dużo ładunku może przyjąć.
Jak zadbać o akumulator? Wyniki testów zaskakują
Czytaj też: Powstał pierwszy mikroskop kwantowy. Do czego może się nam przydać?
Teoria zakładała, że tylko najsilniejsze komórki powinny być poddawane największym obciążeniom, a słabsze powinny być traktowane znacznie łagodniej w nadziei na powstrzymanie awarii. W toku testów zespół odkrył, że poprzez indywidualne ustawienie szybkości ładowania każdego ogniwa, można zminimalizować wzrost temperatury i degradację ogniw do tego stopnia, że pakiety mogą wytrzymać co najmniej 20% więcej cykli ładowania/rozładowania niż bateria ładowana równomiernie i nawet przy częstym szybkim ładowaniu.
Czytaj też: Rozwiązanie w sam raz na polskie drogi. Inteligentny walec rozjedzie wszystkie niechciane wyboje
Problem? Wydłuża to ogólny czas ładowania, ale nic nie stoi na przeszkodzie, aby oddać wybór w ręce użytkownika przy każdym ładowaniu. Zwłaszcza że (wedle naukowców) ten model ładowania może być łatwo wprowadzony do istniejących projektów pojazdów elektrycznych lub wykorzystany do kierowania rozwojem systemów zarządzania akumulatorami nowej generacji.
