Baterie litowo-jonowe do samochodów elektrycznych – dlaczego warto na nie postawić?

Baterie litowo-jonowe to obecnie najpopularniejszy typ ogniw napędzających samochody elektryczne. Choć nazwa ta jest znana, to stojąca za nią technologia już niekoniecznie. Jeśli zastanawiasz się, co napędza auta na prąd, to tu znajdziesz wszystkie odpowiedzi. Wyjaśniamy, czym są baterie litowo-jonowe do samochodów elektrycznych, jak długo działają i jak zadbać, by służyły jak najdłużej.

​​​​​​​Baterie litowo-jonowe do samochodów elektrycznych – rodzaje

Napędzane energią elektryczną pojazdy wykorzystują ogniwa nazywane bateriami lub akumulatorami. Choć określenia te stosowane są wymiennie, w pierwszej kolejności należy wyjaśnić różnice między nimi.

Bateria do auta elektrycznego – co to jest?

Baterie, tak jak akumulatory, są ogniwami galwanicznymi gromadzącymi i uwalniającymi energię elektryczną. Różnica między nimi polega na możliwości wielokrotnego ładowania – uzupełnianie energii możliwe jest tylko w przypadku tego drugiego urządzenia. W związku z tym ogniwa używane w samochodach to właśnie akumulatory. Powszechne użycie terminu „bateria do samochodu elektrycznego” sprawia jednak, że w tym artykule jest on zamiennie używany ze słowami „akumulator” i „ogniwo”.

Typy baterii litowo-jonowych

Baterie litowo-jonowe do samochodów elektrycznych to z kolei zbiorcze pojęcie dla pięciu podtypów ogniw wykorzystujących do działania różne pierwiastki. Cechą wspólną ich wszystkich jest budowa i wykorzystywany przewodnik prądu. Akumulatory litowo-jonowe do samochodu lub sprzętów elektronicznych mają dwie elektrody – anodę i katodę. Pierwsza z nich magazynuje prąd, druga zaś służy do uwalniania go.

Aby zgromadzona energia elektryczna mogła między nimi przepływać, niezbędny jest przewodnik. Jest nim elektrolit, czyli substancja będąca mieszanką litu z jednym z pięciu pierwiastków – kobaltu, manganu, niklu, tytanu lub wanadu. Samo przewodnictwo elektryczne odbywa się za pomocą jonów.

Jak działają baterie litowo-jonowe w samochodach elektrycznych?

Akumulatory do aut elektrycznych mają za zadanie zapewnić wystarczająco dużą wydajność, by napędzić pojazdy ważące niekiedy nawet kilka ton. Jako że jedno ogniwo nie byłoby w stanie tego uczynić, montowanych jest ich wiele, najczęściej więcej niż 20. Co więcej, każde z nich jest w stanie zmagazynować większy ładunek niż inne typy baterii. Dzięki temu można skonstruować akumulator do auta elektrycznego o odpowiedniej wydajności i jednocześnie mniejszej masie i objętości, niż miałoby to miejsce w przypadku innych typów ogniw.

Bateria do auta elektrycznego jest ponadto łatwa w użytkowaniu. Zaletą jest m.in. możliwość ładowania jej, gdy zgromadzono pewien zapas energii. Działa najlepiej, gdy naładowanie oscyluje w przedziale 20-80%. W przeciwieństwie do ogniw niklowo-wodorkowych lub niklowo-kadmowych nie trzeba jej rozładowywać do końca, by nie traciła pojemności.

Nie oznacza to oczywiście, że litowo-jonowe baterie elektryczne nie degradują się z biegiem czasu. Także w nich dochodzi do stopniowego spadku pojemności, zwanego efektem pamięci. Można go jednak ograniczyć, odpowiednio ładując baterię i nie narażając jej na przegrzanie.​​​​​​​​​​​​​​

Czynniki, które wpływają na trwałość baterii litowo-jonowych

Akumulator litowo-jonowy należy ładować w odpowiednim tempie. Baterie do „elektryków” degraduje między innymi zbyt szybkie uzupełnianie energii. Jeśli nie jest to konieczne, lepiej unikać korzystania z szybkich ładowarek. Negatywny wpływ na kondycję akumulatora ma także doprowadzanie jej do pełnego rozładowania i ładowanie do 100%

Na niższą pojemność baterii samochodów elektrycznych wpływ ma również temperatura. Warto więc zadbać o odpowiednie chłodzenie ogniwa. Da się to zrobić w bateriach chłodzonych aktywnie. Rozprowadzany pomiędzy ogniwami płyn chłodzący należy więc regularnie uzupełniać.

Warto o tym pamiętać, biorąc pod uwagę, ile kosztuje bateria do samochodu elektrycznego. Dzięki temu osoby, które mają używane auto na prąd lub takie, które nie obowiązuje już wymiana na gwarancji, mogą przedłużyć żywotność kosztownego ogniwa.

Istnieją także czynniki, na które wpływu mieć nie można. Bateria do samochodu elektrycznego degraduje się bowiem na skutek samego jej używania. W tym wypadku działa prosta zasada – im intensywniejsze użytkowanie, tym częstsze ładowanie, a co za tym idzie szybszy spadek pojemności. Co więcej, nawet nowe akumulatory do samochodów elektrycznych, jeśli są długo nieużywane, tracą pojemność.

Jak długo ładuje się bateria litowo-jonowa w samochodzie elektrycznym?

Czas ładowania baterii samochodów elektrycznych zależy od szybkości ładowania przewidzianej przez producenta, pojemności akumulatora i użytego źródła zasilania. Szybka ładowarka może uzupełnić energię ogniwa nawet w pół godziny. Ładowarki publiczne, zależnie od mocy, potrzebują do tego zazwyczaj od 3 do 6 godzin.

Podobny czas ładowania jak na stacji paliw można osiągnąć, wykorzystując domową ładowarkę, którą można dokupić do wielu modeli „elektryków”. Auto można ładować także ze standardowego gniazdka. Wówczas jednak czas ładowania może wynieść nawet kilkanaście godzin.

Typy stacji ładowania dla baterii litowo-jonowych

Baterie litowo-jonowe do samochodów elektrycznych można ładować na stacjach o różnej mocy. Stacje ładujące powoli mają zwykle moc 3-11 kW, a ładowanie może trwać nawet około 6 godzin. Stacje ładowania akumulatorów o mocy 11-22 kW to miejsca o średnim czasie uzupełniania mocy. Samochód może w takim miejscu spędzić zwykle 3 lub 4 godziny. Najszybsze ładowarki mają moc przekraczającą 50 kW, co pozwala wyjechać ze stacji już po 30 minutach.

Akumulatory litowo-jonowe do samochodu to przykład, że znana od lat technologia może być wykorzystana w zupełnie nowy sposób. Wydajne i trwałe ogniwa stanowią dziś lwią część źródeł energii aut elektrycznych. Ich bolączką pozostaje jednak długi czas ładowania. Jeśli problem ten zostanie rozwiązany, niewykluczone, że w przyszłości uzupełnianie zapasu mocy auta będzie równie szybkie, jak wlewanie paliwa.