Названа причина дефекта, из-за которого батареи для электрокаров не используют всю свою емкость

Автор: Полина Котикова, редактор

30 августа 2024

Одной из основных проблем, с которой сталкиваются электромобили, и которая затрагивает как клиентов, так и автопроизводителей и поставщиков, является деградация батарей. Потеря емкости батареи — это реальность, из-за которой многие марки предлагают долгосрочные гарантии, некоторые даже пожизненные.

Это одно из ключевых отличий электромобилей от автомобилей с двигателем внутреннего сгорания, и оно затрагивает как литий-ионные батареи, так и более доступные литий-железо-фосфатные элементы (LFP). Так, потеря емкости батареи может стать серьезной финансовой проблемой, вызванной как внутренними сбоями, так и циклом зарядки-разрядки.

Емкость батареи также может снижаться из-за её химического состава. Toyota нашла метод, который не предотвращает деградацию, но способен обратить потерю емкости, что является очень интересным решением, способным сократить количество замен батарей. Однако ученые из университета Граца в Австрии пошли еще дальше, изучив причины, которые приводят к потере емкости в батареях LFP.

Эти батареи химически не могут полностью использовать свою энергетическую емкость на практике, и, по словам ученых, до 25 процентов их объема остаются неиспользованными. Однако эта неиспользованная емкость присутствует как резерв.

Ученые выяснили, что проблема заключается в катоде из литий-железо-фосфата, в котором неподвижные ионы лития неравномерно распределяются в электроде, образуя зоны, более богатые или бедные на литий.

«Наши исследования показали, что даже когда ячейки тестируемой батареи полностью заряжены, ионы лития остаются в кристаллической решетке катода вместо того, чтобы мигрировать к аноду. Эти неподвижные ионы снижают емкость», — объясняет Даниэль Кнез, один из ведущих исследователей.