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Jun 04, 2023

La ricarica rapida CC riduce davvero la capacità della batteria del tuo veicolo elettrico?

If you have an electric vehicle that you regularly fast-charge, perhaps you

Se hai un veicolo elettrico che carichi regolarmente velocemente, forse dovresti dare un'occhiata alle implicazioni che ha sul degrado della batteria.

La ricarica rapida del tuo veicolo elettrico sembra una grande idea poiché un caricabatterie rapido da 350 kilowatt può portare un veicolo elettrico con una batteria grande come un Lucid Air Pure a uno stato di carica dell'80% in 15 minuti. Anche se non è veloce quanto il rifornimento di un tradizionale veicolo a benzina, la ricarica rapida CC riduce il tempo necessario per fare rifornimento di un veicolo elettrico.

Ma la comodità di ricaricare un veicolo elettrico va a discapito del degrado della batteria? Bene, scopriamolo.

Per comprendere meglio la longevità della batteria dei veicoli elettrici, è importante sapere cos'è la ricarica rapida e come funziona. In generale, la batteria di un veicolo elettrico può essere ricaricata utilizzando tre diverse metodologie chiamate ricarica di Livello 1, Livello 2 e Livello 3. I primi due tipi si basano sulla corrente alternata (CA), mentre la ricarica di livello 3, nota anche come ricarica rapida CC, richiede corrente continua.

La distinzione importante qui è che i caricabatterie di Livello 1 e Livello 2 utilizzano il caricabatterie di bordo del veicolo per convertire la corrente da CA a CC, poiché la batteria agli ioni di litio del veicolo non può assorbire direttamente la corrente alternata.

I caricabatterie rapidi di livello 3, tuttavia, possono semplicemente pompare la carica direttamente nella batteria senza la necessità del caricabatterie integrato. Ciò consente alla ricarica CC di inviare enormi quantità di corrente e tensione al pacco batteria senza essere vincolati dalle capacità del caricabatterie di bordo del veicolo.

Le batterie agli ioni di litio convertono l’energia chimica in energia elettrica e, ipoteticamente, questa reazione dovrebbe durare all’infinito. Tuttavia, sappiamo tutti che le batterie agli ioni di litio non durano per sempre. Ma qual è il motivo esatto di questo degrado?

Ebbene, all'interno di una cella agli ioni di litio si verificano diverse reazioni chimiche quando viene caricata o scaricata. Alcune reazioni funzionano per generare elettricità, mentre altre consumano ioni di litio che riducono la capacità della batteria. In altre parole, ad ogni ciclo di carica-scarica, la batteria agli ioni di litio di un veicolo elettrico perderà parte della sua capacità; questo accade realmente e non rientra nella categoria dei miti sulla ricarica dei veicoli elettrici.

Detto questo, è importante capire che queste reazioni si verificano a velocità diverse in base a diverse condizioni ambientali e che ci sono passaggi che puoi adottare per prolungare la durata della batteria.

Pertanto, la maggior parte dei produttori di batterie fornisce una gamma di temperature alle quali le batterie funzionano meglio. Questo intervallo cambia in base alla chimica della batteria, ma nella maggior parte dei casi è compreso tra -4 e 140 gradi Fahrenheit per lo scaricamento e tra 0 e 45 gradi Fahrenheit per la ricarica.

Questo intervallo operativo mostra che le batterie possono essere caricate in un intervallo di temperature più basse e caricarle in condizioni estreme, sia fredde che calde, può causare problemi poiché queste condizioni aumentano la velocità con cui si verificano reazioni indesiderate, consumando ioni di litio e riducendo la capacità.

Ora che sappiamo perché la capacità di una batteria agli ioni di litio diminuisce, possiamo provare a capire cosa succede all'interno della batteria quando viene caricata rapidamente.

La ricarica rapida utilizza una corrente ad alta tensione per caricare la batteria. Gli ioni di litio vengono estratti dal catodo con maggiore forza e vengono spostati verso l'anodo quando sono carichi. Ciò provoca crepe nel catodo e genera anche dendriti sugli elettrodi. A causa di queste crepe e dell'accumulo di dendriti, la capacità delle celle agli ioni di litio si riduce e aumenta anche la resistenza della batteria.

La resistenza interna di una batteria aumenta quando viene caricata rapidamente. A causa di questo aumento della resistenza e dell'elevato assorbimento di corrente durante la ricarica rapida, all'interno delle batterie viene generato un calore eccessivo. Questa temperatura elevata riduce la capacità delle batterie agli ioni di litio.

Quando una batteria agli ioni di litio viene caricata rapidamente utilizzando correnti elevate a basse temperature, all'anodo si verifica un fenomeno noto come placcatura al litio. Per questo motivo, gli atomi di litio non si intercalano all'interno dell'anodo. Ciò si traduce in litio metallico inerte (che non può generare elettricità) sulla superficie degli elettrodi.