Free Press

In de afgelopen jaren zijn lithium-ion batterijen de batterijtechnologie bij uitstek geworden voor draagbare apparaten, elektrische voertuigen en netopslag. Hoewel steeds meer autofabrikanten geëlektrificeerde modellen in hun aanbod opnemen, is er nog steeds veel ongerustheid over de actieradius en de tijd die nodig is om de batterijen op te laden. Het is bekend dat de hoge stromen die nodig zijn om het laadproces te versnellen, de energie-efficiëntie verminderen en een versnelde capaciteits- en vermogensafname veroorzaken. Snelladen is een probleem op meerdere schalen, daarom zijn inzichten van atomair tot systeemniveau nodig om de prestaties van snelladen te begrijpen en te verbeteren. Dit artikel geeft een overzicht van de literatuur over de fysische fenomenen die de laadsnelheid van batterijen beperken, de degradatiemechanismen die gewoonlijk het gevolg zijn van laden bij hoge stromen, en de benaderingen die zijn voorgesteld om deze problemen aan te pakken. Speciale aandacht wordt besteed aan het laden bij lage temperaturen. Alternatieve protocollen voor snelladen worden gepresenteerd en kritisch beoordeeld. De implicaties voor de veiligheid worden onderzocht, met inbegrip van de mogelijke invloed van snelladen op de kenmerken van thermische runaway. Ten slotte worden leemten in de kennis opgespoord en worden aanbevelingen gedaan voor de richting van toekomstig onderzoek. Er wordt gewezen op de noodzaak om betrouwbare boordmethodes te ontwikkelen om lithiumplating en mechanische degradatie te detecteren. Robuuste modelgebaseerde laadoptimalisatiestrategieën worden geïdentificeerd als de sleutel tot het mogelijk maken van snel laden onder alle omstandigheden. Strategieën voor thermisch beheer om accu’s zowel tijdens het laden te koelen als bij koud weer voor te verwarmen, worden als cruciaal beschouwd, met bijzondere aandacht voor technieken waarmee hoge snelheden en goede temperatuurhomogeniteiten kunnen worden bereikt.