300 km zasięgu po 5 minutach ładowania, tak ma wyglądać przyszłość baterii.

Szybkie ładowanie auta elektrycznego to odwieczny problem, od kiedy pojawiły się na naszych drogach elektryki.

Czy da się coś z tym zrobić? 

Naukowcy pracują nad rozwiązaniami dniami i nocami.

Dlaczego szybkie ładowanie pojazdów elektrycznych jest trudne?

Na drodze do błyskawicznego ładowania stoi kilka dość istotnych przeszkód. Aby je zrozumieć, musimy poznać podstawy działania baterii.
Na poziomie podstawowym ogniwa akumulatorów litowo-jonowych przechowują i uwalniają energię za pomocą naładowanych cząstek (jonów litu), które przepływają pomiędzy elektrodą dodatnią (anodą) i elektrodą ujemną (katodą). Podłączenie akumulatora do źródła zasilania powoduje, że jony płyną w kierunku anody, ale zbyt szybkie zmuszanie ich do tego (czyli podanie zbyt dużej mocy ładowania) powoduje niepożądane skutki uboczne. W najlepszym przypadku problemy te mogą zmniejszyć pojemność baterii i skrócić jej żywotność. W najgorszym przypadku mogą sprawić, że nasza bateria odmówi posłuszeństwa… na zawsze. 

Profesor prawdę ci powie:

Największym problemem jest platerowanie litu, wyjaśnia profesor inżynierii chemicznej na Uniwersytecie Kalifornijskim w Berkeley, Bryan McCloskey. Jeśli wyślesz naraz zbyt wiele jonów w kierunku anody, mogą one trwale gromadzić się na jej powierzchni w postaci osadów metalicznego litu, który „lubi reagować w zasadzie ze wszystkim”. McCloskey twierdzi, że w skrajnych przypadkach powlekanie litem może powodować zwarcia i gwałtowne pożary akumulatorów, a tego byśmy zdecydowanie nie chcieli.

Zbyt szybkie przesuwanie jonów litu może również powodować nadmierne tarcie i powodować przegrzanie baterii podczas szybkiego ładowania. Podobnie jak powlekanie litem, które może wywołać niepożądane reakcje, które pogarszają wydajność akumulatora, mówi McCloskey. 
Nie oznacza to, że wszystkie pojazdy elektryczne są totalnymi niewypałami z punktu widzenia ładowania, ale oznacza to, że nawet najszybciej ładujące się modele mogą nie przekonać do siebie kierowców, którzy są przyzwyczajeni do tego, że tankują swoje auta tradycyjne (spalinowe) w ciągu zaledwie kilku minut.

Trzeba to zmienić, i to jak najszybciej.

Hyundai Ioniq 6 może naładować akumulator od 10% do 80%, co odpowiada przejechaniu około 250-300 km, w 18 minut. Kalifornijski startup Lucid Motors twierdzi, że jego drogi luksusowy sedan Air może zwiększyć zasięg o 200 mil (320 km) w zaledwie 12 minut. (Nikt tak naprawdę nie myśli o czasie ładowania pojazdów elektrycznych w kategoriach od pustego do pełnego, ponieważ ładowanie spowalnia, gdy akumulator zbliża się do 100%. Bardziej powszechnymi punktami odniesienia jest 80%, które to w większości aut, daje komfort kontynuowania podróży bez obaw o zasięg).

Kluczem do przyspieszenia prac jest znalezienie sposobów na umożliwienie jonom litu swobodniejszego przemieszczania się wewnątrz baterii, bez nadmiernego zmniejszania gęstości energii.

Najbliższym celem w szybkim ładowaniu jest osiągnięcie przyrostu zasięgu o 250-300 km w ciągu 10 minut. Niezbędne do tego będą również szybkie stacje ładowania o odpowiedniej mocy. 350 kW powinno dać radę.

Jednak celem długoterminowym jest zapewnienie zasięgu 300 km w ciągu zaledwie 5 minut ładowania na szybkiej stacji DC. 

Czy to w ogóle realne?
Niektóre firmy jak izraelski StoreDot już dziś obiecują 160 km zasięgu po 5 minutowym ładowaniu. Po 10 minutowej sesji mielibyśmy wzrost zasięgu auta o 320 km, a to już pachnie pierwszym celem do zrealizowania, o którym wspomniałem powyżej.

StoreDot obiecuje że swoje najnowsze baterie oparte o krzem i związki organiczne, oraz silikonowy nano proszek, zacznie dostarczać na rynek już niedługo bo w 2028 roku a kolejną generację w 2032 roku.

Czekamy z niecierpliwością, choć 5 czy nawet 10 minutowe ładowanie pachnie mi brakiem czasu na moją ulubioną kawę:)