Baterai kendaraan listrik yang digunakan secara normal oleh pengemudi di dunia nyata seperti lalu lintas padat, perjalanan panjang di jalan raya, perjalanan kota pendek,dan sebagian besar diparkir bisa bertahan sekitar sepertiga lebih lama dari peneliti umumnya memprediksi, menurut sebuah studi baru oleh para ilmuwan yang bekerja di SLAC-Stanford Battery Center,sebuah pusat gabungan antara Universitas Stanford's Precourt Institute for Energy dan SLAC National Accelerator LaboratoryHal ini menunjukkan bahwa pemilik EV yang khas mungkin tidak perlu mengganti baterai yang mahal atau membeli mobil baru selama beberapa tahun tambahan.

Hampir selalu, para ilmuwan dan insinyur baterai telah menguji siklus hidup desain baterai baru di laboratorium dengan menggunakan laju pelepasan yang konstan diikuti dengan pengisian ulang.Mereka mengulangi siklus ini dengan cepat berkali-kali untuk belajar dengan cepat apakah desain baru baik atau tidak untuk harapan hidup, di antara kualitas lainnya.

Ini bukan cara yang baik untuk memprediksi harapan hidup baterai EV, terutama bagi orang-orang yang memiliki EV untuk perjalanan sehari-hari, menurut penelitian yang diterbitkan 9 Desember di Nature Energy.Sementara harga baterai telah jatuh sekitar 90% selama 15 tahun terakhir, baterai masih menyumbang hampir sepertiga dari harga EV baru Jadi, pengendara EV saat ini dan masa depan mungkin senang mengetahui bahwa banyak mil ekstra menunggu mereka.

"Kami tidak menguji baterai EV dengan cara yang benar", kata Simona Onori, penulis senior dan profesor ilmu energi dan teknik di Stanford Doerr School of Sustainability.Untuk kejutan kami, mengemudi nyata dengan percepatan yang sering, pengereman yang mengisi baterai sedikit, berhenti untuk masuk ke toko, dan membiarkan baterai beristirahat selama berjam-jam pada suatu waktu,membantu baterai bertahan lebih lama dari yang kita pikirkan berdasarkan tes laboratorium standar industri.

Sebuah kejutan yang menyenangkan

Para peneliti merancang empat jenis profil pelepasan EV, dari pelepasan konstan standar hingga pelepasan dinamis berdasarkan data mengemudi nyata.Tim peneliti menguji 92 baterai lithium-ion komersial selama lebih dari dua tahunPada akhirnya, semakin realistis profil mencerminkan perilaku mengemudi yang sebenarnya, harapan hidup EV yang lebih tinggi naik.

Menurut penelitian itu, ada beberapa faktor yang berkontribusi pada umur panjang yang tak terduga.Sebuah algoritma pembelajaran mesin yang dilatih pada semua data yang dikumpulkan tim membantu menggoda dampak profil pelepasan dinamis pada degradasi baterai.

Sebagai contoh, penelitian menunjukkan korelasi antara percepatan EV yang tajam dan pendek dan degradasi yang lebih lambat.termasuk tim studi ini, bahwa puncak akselerasi buruk untuk baterai EV. menekan pedal dengan kaki Anda keras tidak mempercepat penuaan. jika ada, itu memperlambat, menjelaskan Alexis Geslin,salah satu dari tiga penulis utama studi dan mahasiswa PhD dalam ilmu material dan teknik dan dalam ilmu komputer di Stanford School of Engineering.

Dua cara untuk menua

Tim peneliti juga mencari perbedaan penuaan baterai karena banyak siklus pengisian-pengurangan dibandingkan penuaan baterai yang hanya datang seiring waktu.Baterai di rumah Anda yang sudah bertahun-tahun tidak digunakan di laci tidak akan berfungsi sama baiknya seperti saat Anda membelinya, jika mereka bekerja sama sekali.

Kami insinyur baterai telah berasumsi bahwa penuaan siklus jauh lebih penting daripada penuaan yang disebabkan oleh waktu.Itu terutama berlaku untuk EV komersial seperti bus dan van pengiriman yang hampir selalu digunakan atau diisi ulang"Untuk konsumen yang menggunakan EV mereka untuk pergi ke tempat kerja, menjemput anak-anak mereka, pergi ke toko kelontong, tetapi kebanyakan tidak menggunakannya atau bahkan mengisi daya,waktu menjadi penyebab utama penuaan di atas bersepeda.

Studi ini mengidentifikasi rata-rata tingkat pelepasan titik manis untuk menyeimbangkan penuaan waktu dan siklus penuaan, setidaknya untuk baterai komersial yang mereka uji.Jendela itu berada dalam jangkauan pengemudi EV konsumen yang realistisPembuat mobil dapat memperbarui perangkat lunak manajemen baterai EV mereka untuk mengambil keuntungan dari temuan baru dan untuk memaksimalkan umur panjang baterai dalam kondisi dunia nyata.

Menatap ke depan

"Ke depan, mengevaluasi bahan kimia baterai baru dan desain dengan profil permintaan yang realistis akan sangat penting", kata Le Xu, ilmuwan pascadoktoral ilmu energi dan teknik.¢Para peneliti sekarang dapat meninjau kembali mekanisme penuaan yang diduga di laboratorium kimiaHal ini akan memfasilitasi pengembangan algoritma kontrol canggih yang mengoptimalkan penggunaan arsitektur baterai komersial yang ada.

Implikasinya melampaui baterai, penelitian ini menunjukkan. para ilmuwan dan insinyur dapat menerapkan prinsip-prinsip untuk aplikasi penyimpanan energi lainnya.serta bahan dan perangkat lain dalam ilmu fisika di mana penuaan sangat penting, seperti plastik, kaca, sel surya, dan beberapa biomaterial yang digunakan dalam implan.

"Karya ini menyoroti kekuatan mengintegrasikan berbagai bidang keahlian dari ilmu material, kontrol, dan pemodelan hingga pembelajaran mesin untuk memajukan inovasi", kata Onori.

Diterbitkan kembali dari Stanford Report