Университет Нового Южного Уэльса проверяет состояние литиевой ячейки короткими импульсами тока: на 95,5 % быстрее и на 80 % дешевле полного цикла
Коротко: исследователи Университета Нового Южного Уэльса (UNSW) в Сиднее сделали прототип теста, который оценивает состояние литий-ионной ячейки меньше чем за три минуты. Обычная проверка требует полного цикла заряда-разряда примерно на 10 часов. Новый метод, по словам авторов, на 95,5 % быстрее и больше чем на 80 % дешевле, а в лабораторных испытаниях его точность превысила 90 %.
Как работает тест
Через ячейку пропускают короткие электрические импульсы и измеряют, как она на них отвечает. Затем статистические модели по этому отклику оценивают её состояние — сколько ёмкости осталось и насколько она изношена. Тест рассчитан на три химии, которые используют в электромобилях и накопителях: литий-железо-фосфат (LFP), никель-кобальт-алюминий (NCA) и никель-марганец-кобальт (NMC). Он должен работать с системами управления батареями, которые уже есть у переработчиков и операторов накопителей.
| Показатель | Обычная проверка | Тест UNSW |
|---|---|---|
| Время на ячейку | около 10 часов (полный цикл) | менее 3 минут |
| Стоимость | около 120 австралийских долларов за батарею электромобиля | цель — меньше 25 австралийских долларов |
| Точность | эталон | более 90 % в лаборатории |
Есть и вопрос безопасности: долгий цикл с высокой нагрузкой на повреждённую батарею может привести к перегреву и пожару. Короткие импульсы этот риск снижают.
Зачем это нужно
Отработавшие батареи электромобилей часто сохраняют большую часть ёмкости и могут ещё годы служить в стационарных накопителях. Но чтобы решить, батарею переиспользовать или отправить в переработку, её надо проверить, а это долго и дорого. По словам руководителя исследования Цзыяна Люя, переработчики редко получают аккуратно рассортированные партии, поэтому модели умеют работать со смешанными химиями. Доцент Хуадун Мо говорит, что из батареи можно извлечь до 95 % компонентов.
Проект стоимостью 1,3 млн австралийских долларов проверит метод на более чем 500 батареях в реальных условиях. Партнёр — малайзийская компания по переработке батарей DY New Energy. Дальше команда хочет сделать систему, которая будет сама рекомендовать: переиспользовать батарею или перерабатывать.
Что это значит в Беларуси
Пока такой тест — прототип, и в продаже его нет. Но проблема знакома: на рынке встречаются б/у батареи и модули из разобранных электромобилей, и их реальное состояние покупатель проверить не может. Внешне целая батарея может иметь сильно изношенные ячейки, которые будут быстро терять ёмкость и сильнее греться.
Для новой батареи состояние показывает её собственная система управления: ёмкость, число циклов и напряжение каждой ячейки видно в приложении инвертора. Поэтому мы советуем брать новые литий-железо-фосфатные батареи с гарантией в циклах и следить за ними через мониторинг. Модели — в разделе аккумуляторы, готовые решения — в разделе системы накопления энергии.
Выводы
- Быстрые тесты состояния откроют дорогу массовому повторному использованию батарей электромобилей в накопителях.
- Пока метод UNSW — лабораторный прототип, полевые испытания на 500 батареях только начинаются.
- Б/у батарею без истории и проверки покупать рискованно: износ ячеек снаружи не виден.
- У новой батареи следите за ёмкостью и балансом ячеек через приложение — это бесплатный «тест здоровья».
Источник: pv magazine, Университет Нового Южного Уэльса (UNSW), DY New Energy; обзор SmartEnergy.