Verdubbeling van de levensduur van batterijen: geoptimaliseerde oplaadtechnologie maakt het mogelijk

Laat iemand anders zeggen dat deeltjesversnellers geen invloed hebben op het dagelijks leven. Experimenten bij de synchrotrons BESSY II en PETRA III in het Helmholtz-Zentrum in Berlijn, Duitsland, zouden een grote invloed kunnen hebben op al onze mobiele apparaten - waaronder natuurlijk EV's, e-bikes en meer.

In beide faciliteiten was het mogelijk om de anoden en kathoden van normale lithium-ion-batterijen tijdens het opladen te bekijken. Meer specifiek lag de focus op verouderingsprocessen op moleculair niveau, die de algemene conditie van oplaadbare batterijen bij elk oplaadproces geleidelijk verslechteren. Raman- en röntgenspectroscopie werden gebruikt om individuele moleculen te identificeren op basis van de verstrooiing van licht en röntgenstraling.

In verschillende testseries werden commercieel gebruikte batterijen opgeladen met een constante stroom of met gepulseerde stroompieken. Dankzij de deeltjesversneller was het mogelijk om in de batterij te kijken en te zien hoe deze al na korte tijd verouderde.

In plaats van capaciteiten te meten en te vergelijken, konden kleine breuken in de structuur van de cellen en afzettingen op de anode direct worden waargenomen. In tegenstelling tot de laadprocessen met constante stroom, werd er aanzienlijk minder verslechtering in de accu's waargenomen wanneer het laadprotocol werd gewijzigd.

Volgens het onderzoek heeft de gekozen frequentie de grootste invloed. Hoogfrequent laden met blokgolfstroom, d.w.z. korte stroompulsen, verdubbelde het aantal laadcycli totdat de totale capaciteit daalde tot 80 procent van het oorspronkelijke vermogen.

Opladers zouden zeker aangepast moeten worden en oplaadtijden zouden ook verlengd kunnen worden. Aan de andere kant biedt deze eenvoudige omzetting van laadprocessen de mogelijkheid om bestaande batterijtechnologie, die in grote aantallen wordt geproduceerd, twee keer zo lang te gebruiken.

De batterij in een notebook zou dan tien jaar gebruikt kunnen worden in plaats van vier of vijf jaar. Het is ook zeer waarschijnlijk dat de technologie kan worden toegepast op de accu's in elektrische auto's. Hun levensduur wordt door veel fabrikanten opgegeven als minstens 150.000 kilometer (100.000 mijl). Dit cijfer kan ook aanzienlijk worden verhoogd.