Badania przeprowadzone w SLAC-Stanford Battery Center wskazują, że pierwsze ładowanie akumulatorów litowo-jonowych może być kluczem do wydłużenia ich żywotności. Naukowcy zauważyli, że ładowanie nowo wyprodukowanych baterii wysokim prądem przed ich opuszczeniem fabryki może zwiększyć ich żywotność nawet o 50%, jednocześnie skracając czas pierwszego ładowania z tradycyjnych 10 godzin do zaledwie 20 minut.
Pierwsze ładowanie jest kluczowym momentem dla akumulatorów, ponieważ określa, ile cykli ładowania i rozładowywania mogą "przeżyć". W badaniach, które opublikowano w Joule, naukowcy zastosowali uczenie maszynowe, aby zidentyfikować zmiany w strukturze elektrod akumulatorów, które przyczyniają się do zwiększenia ich wydajności i trwałości. Dzięki nowym danym, producenci baterii mogą zoptymalizować procesy produkcyjne, co przyniesie korzyści zarówno branży motoryzacyjnej, jak i elektronicznej. Odkrycie to jest istotne także i dla branży energetycznej, która ze względu na konieczność magazynowania energii ze źródeł odnawialnych, poszukuje optymalnych rozwiązań w tym zakresie.
Badacze we współpracy z naukowcami z Toyota Research Institute, MIT oraz University of Washington, zidentyfikował kluczowe elementy, które odgrywają decydującą rolę podczas pierwszego ładowania. Na jakość akumulatora wprost przekładają się: temperatura oraz prąd ładowania. Co ciekawe, szybkie ładowanie wyższym prądem pozwala na dezaktywację większej ilości litu już podczas pierwszego cyklu. Intuicyjnie podchodząc do tej kwestii, tego typu działanie powinno przynieść na samym początku duże straty na możliwościach i żywotności. Nic takiego jednak się nie dzieje, takie pierwsze ładowanie wpływa pozytywnie na akumulator – umożliwiając bardziej efektywne cykle ładowania i rozładowywania.
Elektroda dodatnia nowego akumulatora jest w pełni wypełniona jonami litu, a podczas kolejnych cykli część z nich jest dezaktywowana. Jednak w przypadku szybkiego ładowania, większa liczba jonów litu jest eliminowana już na początku, co zmniejsza obciążenie elektrod i poprawia ich późniejszą wydajność. To tak, jakby nieco ubrać wodę z wiadra przed jego przeniesieniem, aby zmniejszyć ryzyko rozlania. W efekcie akumulator jest bardziej stabilny i dłużej zachowuje swoją wydajność.
Tradycyjne podejście do pierwszego ładowania polegało na używaniu niskich prądów, co miało sprzyjać tworzeniu warstwy ochronnej na elektrodzie. Proces ten jest jednak czasochłonny i kosztowny, a wyniki nie zawsze zadowalały naukowców i producentów. Badania SLAC sugerują, że szybkie ładowanie może przynieść lepsze rezultaty — i to bez negatywnego wpływu na akumulator.
Odkrycie badaczy będzie mieć spory wpływ na branżę szczególnie w kontekście pojazdów elektrycznych i magazynowania energii. W ten sposób możemy obniżyć koszty produkcji akumulatorów oraz skrócić czas niezbędny na wdrożenie nowych technologii. Okazuje się, że sztuczna inteligencja może zrewolucjonizować także przemysł baterii i przynieść korzyści zarówno dla producentów, jak i konsumentów.
Hej, jesteśmy na Google News - Obserwuj to, co ważne w techu
