Degradazione della batteria

La degradazione della batteria nelle auto elettriche è principalmente causata da reazioni chimiche durante i cicli di ricarica e scarica. Col tempo, queste reazioni possono portare a cambiamenti fisici negli elettrodi e nell'elettrolita della batteria, riducendone la capacità e le prestazioni.

Le alte temperature, livelli estremi di carica o scarica e l'uso frequente della ricarica rapida possono accelerare la degradazione della batteria. Tuttavia, ci sono misure per rallentarne l'evoluzione e prolungarne la vita utile. Queste includono evitare temperature elevate, limitare la profondità di scarica e ridurre la frequenza dei cicli di ricarica e scarica. Inoltre, l'uso di un sistema di gestione della batteria (BMS) che monitora e regola attivamente le prestazioni della batteria può aiutare a ottimizzarne durata e prestazioni.

Invecchiamento calendariale

L'invecchiamento calendariale si riferisce alla degradazione della batteria che avviene nel tempo, anche quando la batteria non è in uso. A differenza dell'invecchiamento da ciclo, che deriva da cicli ripetuti di ricarica e scarica, l'invecchiamento calendariale è influenzato da fattori quali temperatura, umidità e tempo.

Durante l'invecchiamento calendariale, la chimica della batteria può cambiare, portando a una perdita graduale di capacità e a un aumento della resistenza interna. Ciò può ridurre l'autonomia di marcia dell'auto elettrica e accorciare la durata complessiva della batteria.

Le alte temperature possono accelerare l'invecchiamento calendariale, perciò è importante conservare le batterie delle auto elettriche in un luogo fresco e asciutto quando non sono in uso. Inoltre, caricare la batteria a un alto stato di carica e lasciarla completamente carica per lunghi periodi può contribuire all'invecchiamento calendariale.

Per ridurre al minimo l'impatto dell'invecchiamento calendariale, segui le linee guida del produttore per la conservazione e la ricarica della batteria.

Invecchiamento da ciclo

L'invecchiamento da ciclo si verifica a seguito di cicli ripetuti di ricarica e scarica. Ogni ciclo può causare usura sulla batteria, portando a una perdita graduale di capacità e prestazioni nel tempo.

Durante l'invecchiamento da ciclo, i materiali attivi negli elettrodi possono degradarsi, perdendo la capacità di immagazzinare e rilasciare energia. Ciò può aumentare la resistenza interna della batteria, riducendone la capacità e le prestazioni complessive. Inoltre, l'invecchiamento da ciclo può causare cambiamenti fisici nella batteria, come la formazione di interfase solido-elettrolitica (SEI) o la crescita di dendriti, riducendo ulteriormente la capacità e le prestazioni della batteria.

Invecchiamento da ciclo basato sull'area di SoC

Il diagramma qui sotto mostra come l'area dello stato di carica (SoC) utilizzata durante la ricarica e la scarica influisca sulla degradazione.

Effetto della velocità di ricarica sull'invecchiamento da ciclo

Il fattore più importante per l'invecchiamento da ciclo è la velocità di ricarica. La ricarica DC ad alta velocità aumenta l'effetto chiamato placcatura di litio, che converte gli ioni di litio in litio metallico.

Quando si verifica la placcatura di litio, gli ioni disponibili nella batteria vengono ridotti. La ricarica ad alta velocità aumenta il numero di ioni di litio che non possono raggiungere l'anodo a causa di limitazioni nel processo chimico. Per ulteriori informazioni sulla placcatura di litio, puoi leggere questa presentazione della NASA.

Statistiche di degradazione nel mondo reale

Il 2022 Tesla Impact Report di Tesla fornisce dati aggiornati su Model S e Model X.

I nuovi dati di Geotab evidenziano come le batterie delle auto elettriche possano durare 20 anni o più

Come preservare la batteria

Leggi la nostra guida su come preservare la tua batteria.