Ny metode for lengre elbilbatterier

En enkel endring i produksjonsprosessen for elbilbatterier kan gi en signifikant økning i batterienes levetid, ifølge et forskningsprosjekt ved Stanford-universitetet i California, USA.

Forskere ved SLAC Battery Center har brukt kunstig intelligens for å optimalisere produksjonsprosessen for litium-ion-batterier. Det som er interessant, er at det ikke er nødvendig å utvikle nye batteriteknologier eller endre den kjemiske sammensetningen av cellene. Endringen gjelder kun det første ladingstrinnet, kjent som 'formering'.

Tradisjonelt har formeringen blitt gjort med lav spenning, men forskerne har undersøkt effekten av å bruke høy spenning i denne første ladningen. Resultatet viser at dette kan forlenge batteriets levetid med opptil 50 prosent. For eksempel, et batteri designet for 2000 lade-sykluser kan dermed klare 3000.

Batteriets positive elektrode er fylt med litium i starten, og hvert lade- og utladningssyklus reduserer mengden tilgjengelig litium. Forskere har funnet ut at høyspenningslading ved første opplading også deaktiverer litiumioner, men skaper samtidig ekstra plass i elektroden, noe som øker kapasiteten til å lagre flere ioner fra den negative elektroden. Dette forbedrer effektiviteten ved lading og utladning.

Prosjektmedlem Xiao Cui sammenligner prosessen med å fjerne vann fra en full bøtte før den bærer. Denne ekstra plassen reduserer tap under transport, akkurat som ekstra plass i elektroden forbedrer senere ionetransport.

Effektive uttesting har blitt utført på 186 batterier med bruk av maskinlæring for å observere endringer i elektrodens struktur. Et effektivt formering minsker også produksjonstiden – fra 10 timer til bare 20 minutter, noe som øker produksjonshastigheten opptil 30 ganger. Som prosjektleder Will Chueh påpeker, har de løst et presserende problem for industrien.

I fremtiden kan denne metoden føre til lettere og mindre batterier, noe som øker rekkevidden på elbiler samt reduserer kostnadene. Dette er uvurderlige innsikter for batteriprodusenter som ønsker å forenkle prosessene og forbedre produktene. I tillegg til Stanford-teamet deltok forskere fra Massachusetts Institute of Technology (MIT), Toyota Research Institute (TRI) og Universitetet i Washington i prosjektet.