Dobrar a vida útil das baterias: a tecnologia de carregamento otimizada torna isso possível

Que outra pessoa diga que os aceleradores de partículas não têm impacto na vida cotidiana. Experimentos nos síncrotrons BESSY II e PETRA III no Helmholtz-Zentrum Berlin, Alemanha, podem ter um grande impacto em todos os nossos dispositivos móveis - incluindo, é claro, EVs, e-bikes e muito mais.

Em ambas as instalações, foi possível observar os ânodos e cátodos de baterias normais de íons de lítio durante o carregamento. Mais especificamente, o foco estava nos processos de envelhecimento em nível molecular, que deterioram gradualmente a condição geral das baterias recarregáveis a cada processo de carregamento. A espectroscopia Raman e de raios X foi usada para identificar moléculas individuais com base na dispersão de luz e raios X.

Em várias séries de testes, as baterias usadas comercialmente foram carregadas com uma corrente constante ou com surtos de corrente pulsada. Graças ao acelerador de partículas, foi possível observar o interior da bateria e ver como ela estava envelhecendo após um curto período de tempo.

Em vez de medir e comparar as capacidades, pequenas fraturas na estrutura das células e depósitos no ânodo puderam ser observados diretamente. Em contraste com os processos de carregamento com corrente constante, foi observada uma deterioração significativamente menor no interior das baterias quando o protocolo de carregamento foi alterado.

De acordo com o estudo, a frequência selecionada tem a maior influência. O carregamento de alta frequência com corrente de onda quadrada, ou seja, pulsos curtos de corrente, dobrou o número de ciclos de carregamento até que a capacidade total caísse para 80% da potência inicial.

Os carregadores certamente teriam que ser adaptados e os tempos de carregamento também poderiam ser estendidos. Por outro lado, essa simples conversão dos processos de carregamento oferece a possibilidade de usar a tecnologia de bateria existente, que é produzida em grande quantidade, pelo dobro do tempo.

A bateria de um notebook poderia, então, ser usada por dez anos em vez de quatro ou cinco. Também é muito provável que a tecnologia possa ser transferida para as baterias dos carros elétricos. Sua vida útil é especificada por vários fabricantes como sendo de pelo menos 150.000 quilômetros (100.000 milhas). Esse número também poderia ser aumentado significativamente.