Auch in Ländern, in denen Ladestationen für Elektrofahrzeuge kein Problem darstellen, haben viele Autobesitzer keine Eile, auf saubere Fahrzeuge umzusteigen, weil sie nicht so viel Zeit mit dem Laden von Batterien verbringen möchten. Und der verwurzelte Prozess schadet der Batterie und verkürzt ihre Lebensdauer. Mithilfe von maschinellem Lernen haben Experten aus den USA eine Methode zum ultraschnellen Laden entwickelt, ohne dem Akku zu schaden.
Das Laden von Lithium-Ionen-Batterien in Elektrofahrzeugen ist ein heikler und komplexer Prozess, der ein Gleichgewicht erfordert. Im Idealfall wollen Fahrer so viel wie möglich beschleunigen, aber mit moderner Technologie ist dies mit Schäden für die Batterie verbunden. Wenn sich Lithium-Ionen zu schnell von der Kathode zur Anode bewegen, besteht die Gefahr von Kathodenverschleiß, reduzierter Gangreserve und vorzeitigem Batterieausfall.
Eine Lösung für dieses Problem besteht darin, das Ladeprotokoll so zu modifizieren, dass die Geschwindigkeit ohne Nebenwirkungen optimiert wird, schreibt Science Daily. Die Entwicklung optimaler Protokolle erfordert jedoch eine große Datenmenge über Betriebsbedingungen, Leistung, Sicherheit und Batteriedesign. Ein Team von Wissenschaftlern des Idaho National Laboratory nutzte zu diesem Zweck maschinelles Lernen. Sie testeten die erhaltenen Versuchsprotokolle an realen Batterien.
„Wir haben die Energiemenge, die in kurzer Zeit in die Batterie gelangt, deutlich erhöht“, sagte Eric Dufek, einer der Forscher. „Jetzt sehen wir eine Batterieladung auf über 90 % in 10 Minuten ohne Lithium-Ummantelung oder Kathodenbruch.“ Moderne Ladeverfahren haben noch nicht die Fähigkeit, eine Autobatterie in nur 10 Minuten auf nahezu 100 % aufzuladen – man muss mindestens eine halbe Stunde bis eine Stunde warten.
Mit ihrem Modell wollen die Forscher noch bessere Verfahren entwickeln und beim Design neuer Lithium-Ionen-Batterien helfen, die für schnelles Laden optimiert sind. Ihr ultimatives Ziel ist es, dass Elektrofahrzeuge Ladestationen mitteilen, wie sie einen bestimmten Batterietyp schneller und sicherer laden können.
Die sich abzeichnende Verknappung von Lithium zwingt Batteriehersteller, nach anderen Wegen zu suchen, um den Bedarf von Elektrofahrzeugen und mobiler Elektronik zu decken. Eine der Alternativen zu Lithiumbatterien ist Natrium – billiger, sicherer und erschwinglicher. Das US-Unternehmen Natron plant, bereits im nächsten Jahr mit der Massenproduktion seiner bahnbrechenden Natrium-Ionen-Batterien mit unglaublicher Lebensdauer und ultraschnellen Ladegeschwindigkeiten zu beginnen.
2022-08-24 19:29:01
Autor: Vitalii Babkin