Klíč k delší životnosti: První nabití

Studie publikovaná 29. srpna v časopise Joule odhalila, že úprava procesu prvního nabití baterie může prodloužit její průměrnou životnost až o 50 %. Vědci zjistili, že klíčovými faktory jsou proud a teplota během prvotního nabíjení.

„Chtěli jsme nejen najít nejlepší recept na výrobu dobré baterie, ale také pochopit, jak a proč to funguje,“ uvedl spoluautor studie Will Chueh, materiálový vědec ze Stanfordovy univerzity.

Překvapivé zjištění: Rychlejší je lepší

Zatímco výrobci tradičně nabíjejí nové baterie pomalu – často až 10 hodin – aby vytvořili stabilní ochrannou vrstvu zvanou pevná elektrolytová mezivrstva (SEI), výzkum ukázal, že rychlejší nabíjení může být ve skutečnosti prospěšné.

Nabití baterie za pouhých 20 minut namísto obvyklých 10 hodin vedlo k prodloužení celkové životnosti baterie o přibližně 50 %. I když se při tomto procesu zachytí více lithia v SEI, omezí se tím možnost budoucích vedlejších reakcí, které by mohly zkrátit životnost baterie při dalších cyklech nabíjení a vybíjení.

Vliv teploty

Výzkumníci rovněž zjistili, že zvýšení teploty při prvním nabíjení z pokojové teploty na 55 °C mělo podobný efekt, zlepšující životnost baterie v průměru o 57 %. Toto zlepšení je pravděpodobně způsobeno změnami ve složení SEI, které ji činí odolnější.

Zajímavé je, že kombinace rychlého nabíjení a vysoké teploty společně nepřinesla další zlepšení výkonu baterie.

Potenciální dopad na průmysl

Steven Torrisi, vedoucí vědecký pracovník Toyota Research Institute v Kalifornii a spoluautor studie, zdůraznil, že tyto výsledky „ukazují obecně použitelný přístup k pochopení a optimalizaci tohoto klíčového kroku ve výrobě baterií.“

Tento objev by mohl mít významný dopad na výrobu baterií pro širokou škálu zařízení, od smartphonů po elektrická vozidla. Nejenže by mohl prodloužit životnost těchto zařízení, ale také by mohl potenciálně snížit náklady na výrobu baterií.

Will Chueh dodává: „Tento objev je skvělým příkladem toho, jak děláme výrobní vědu s cílem zpřístupnit klíčové technologie pro energetickou transformaci. Řešíme skutečný problém, kterému průmysl čelí.“

S tímto novým poznatkem se otevírají možnosti pro vytvoření udržitelnějších a dlouhodobějších energetických řešení, což by mohlo mít dalekosáhlé důsledky pro spotřební elektroniku a automobilový průmysl.