Avslører grov feil om batterilading

Avslører grov feil om batterilading

Vi har visst gjort det feil hele tiden.

Batterier til elektronikkprodukter og elektriske biler kan få betydelig kortere ladetid.

Dette kan bli resultatet av en ny studie som amerikanske forskere har gjort av litium-ion-batterier på partikkelnivå.

Vi har tatt feil

Undersøkelsen ble presentert i søndagsutgaven av fagtidsskriftet Nature Materials. Studien antyder at vi i mange år har tatt fullstendig feil når vi har trodd at batterilevetiden blir bedre når vi lader opp batteriene langsomt.

Det har også vært en utbredt oppfatning at batteriene skades hvis man trekker ut en stor energimengde på kort tid.

- Vi har alltid tenkt på et batteri som én enkelt enhet, men inne i et iPhone-batteri er det flere billioner partikler, sier William Chueh, forsker ved Stanford Institute for Materials and Energy Sciences.

Forskerne har hittil sett på batterier på makronivå, men nå har forskerne ved Stanford studert de enkelte partiklenes atferd med tanke på å komme opp med en modell som viser hvordan et batteri egentlig fungerer.

Stanford-forskerne brukte en partikkelakselerator ved SLAC National Accelerator-laboratoriet i Menlo Park til å observere atferden til individuelle nanopartikler i batterier under opplading og utlading.

Det skal være første gang en slik studie er blitt foretatt, ifølge IDGs nyhetstjeneste.

Forskerne ble overrasket

Forskerne ble overrasket over hva de så. Myten om at jevn og langsom opplading er best, fikk seg en knekk.

- De siste 10-20 årene er vi alltid blitt fortalt at vi må lade batteriene så langsomt som mulig slik at batteriet ikke blir opphetet. På den måten blir batterilevetiden best mulig. Nå har vi funnet ut at dette ikke stemmer, sier Chueh.

Den nye lærdommen om batterier går ut på at enkeltpartikler eller små grupper av partikler lades opp over en kort periode før ladingen går videre til neste gruppe.

Den mest effektive måten å lade batterier på er derfor å lade partikkel etter partikkel gjennom en serie av meget raske oppladinger. Batteriet tar altså ikke skade av rask opplading, slik man har trodd til nå.

Den nye kunnskapen brukes nå til å utarbeide nye måter å lade batterier mer effektivt på, slik at den gjennomsnittlige levetiden for et litium-ion-batteri kan økes fra et par års tid til rundt 10 år.

Samtidig undersøker forskerne nå hvordan man skal få til raskere lading og utlading samtidig som batteriet beskyttes mot skader.

Raskere lading av el-biler

Produsentene av elektriske biler følger de nye studiene i California med argusøyne. Ladetider på flere timer kan være en saga blott om noen år.

Men først må forskerne gjøre en rekke nye eksperimenter. Blant annet må de kjøre batterielektroder gjennom tusenvis av opp- og utladingssykluser for å simulere bruken av batteriene og måle resultatene.

Forskergruppen er allerede i samtaler med produsenter av forbrukerelektronikk og elektriske biler, ifølge IDGs nyhetstjeneste.

Foruten Stanford-instituttet er forskerteamet rekruttert fra blant annet Massachusetts Institute of Technology, Sandia National Laboratories, Samsung Advanced Institute of Technology America og Lawrence Berkeley National Laboratory.