LFP ชาร์จ 100% เสื่อมเร็ว?

ชาร์จ LFP 100% เสื่อมเร็ว?

ข้อดีของแบตเตอรี่ชนิด LFP  คือความทนทาน และสามารถชาร์จให้เต็ม 100% ได้ ไม่เหมือนกับ NMC ที่การชาร์จเต็ม 100% จะมีผลให้แบตเสื่อมเร็วขึ้น แต่จากงานวิจัยล่าสุดนั้น ขัดแย้งกับสิ่งที่เราเข้าใจ และที่ผู้ผลิตแนะนำให้ทำ?

Jeff Dahn Research Group lab ซึ่งเป็น Lab ที่ได้รับเงินสนับสนุนจาก Tesla เพื่อทำงานวิจัยเรื่องแบตเตอรี่ ล่าสุดได้ทำวิจัยเรื่อง “ช่วงการชาร์จที่มีผลกับอายุของ LFP cell แบตเตอรี่” โดยการทดลองได้ทำการชาร์จในช่วง SOC ต่าง ๆ ดังนี้

0-25% | 0-60 | 0-80% | 0-100% | 75-100% และในแต่ละช่วง ได้ทำการ Charge / Discharge เป็นเวลา 2500 ชม. ในอุณหภูมิ 40 และ 55 องศา และดูว่ามีผลกับการเสื่อมของแบตเตอรี่อย่างไรบ้าง

นักวิจัยพบว่าการรักษาแบตเตอรี่ LFP เต็ม 100% นั้นจะเกิดสารประกอบที่เป็นอันตราย เนื่องจากความร้อน และ Voltage ที่สูงของแบตเตอรี่ และยิ่งมีการ Cycle ในช่วง SOC สูง ๆ บ่อย ๆ สารประกอบที่เป็นอันตรายจะสะสมบนขั้วลบ และทำลาย Li+ ไปเรื่อย ๆ ส่งผลให้ความจุลดลง และปฏิกริยาดังกล่าวจะถูกเร่งให้มากขึ้นใน SOC ที่สูง เนื่องจาก Voltage และความร้อนที่สูง

ผลปรากฏว่าการใช้ระหว่าง 0-25% นั้นดีที่สุด และ 75-100% จะทำให้เสื่อมมากที่สุด โดยเรียงลำดับจากดีที่สุดไปน้อยสุดดังนี้ 0-25% > 0-60% > 0-80% > 0-100%  > 75-100%

ถ้าสรุปให้เข้าใจง่ายคือ

การใช้ SOC ในช่วงสูง จะทำให้เกิดการเสื่อมมากที่สุด โดยเฉพาะการชาร์จระหว่าง 75-100% รองลงมาคือ 0-100% และการชาร์จอยู่ในช่วงต่ำเช่น 0-25% จะเสื่อมน้อยที่สุด และหากไม่ได้ใช้รถในระยะเวลานาน ให้รักษา SOC อยู่ในช่วงต่ำ

อย่างไรก็ตามการชาร์จในช่วงแบบนี้ เช่น 0-25% อาจจะไม่เหมาะกับการใช้งานจริง เพราะหากจำเป็นต้องวิ่งไกลขึ้น SOC เพียงแค่ 25% ก็จะไม่พอในการใช้งาน นอกจากนี้หากปล่อยให้แบตเตอรี่เหลือ 0% ก็อาจจะทำลายแบตเตอรี่อย่างถาวร ดังนั้นในการใช้งานจริง อาจจะชาร์จ 100% แล้วใช้จนเหลือ SOC ต่ำ แล้วค่อยชาร์จให้เต็ม และหลีกเลี่ยงการเสียบชาร์จตลอดเวลา อาจจะเหมาะสมมากกว่า

สุดท้าย ผลการวิจัยนี้ ศึกษาเรื่องการชาร์จในช่วงต่าง ๆ ที่มีผลต่อ “อายุการใช้งาน” เท่านั้น และในการทดลองใช้อุณหภูมิ 40, 55 องศา เพื่อเร่งการเสื่อมให้เร็วขึ้น ซึ่งในการใช้งานจริง แบตเตอรี่ถูกรักษาอุณหภูมิให้ต่ำกว่านี้ และจะเสื่อมช้ากว่านี้มาก ดังนั้นไม่ต้องกังวลหากไม่สามารถชาร์จได้ตามที่แนะนำ เพราะถึงแบตเตอรี่จะเสื่อมเร็วขึ้น แต่ก็ยังคงยาวนานเกินกว่าตัวรถ หรือวิ่งได้อย่างต่ำ 3-4 แสน กม.อยู่ดีครับ

ขอบคุณ Jason จาก Engineer Explained ที่ Breakdown งานวิจัยนี้ให้เข้าใจง่ายขึ้น หากอยากฟังเวอร์ชันเต็ม เข้าไปดูได้ตาม link นี้ครับ

https://www.youtube.com/watch?v=w1zKfIQUQ-s

อ่านงานวิจัยได้ที่นี่

https://iopscience.iop.org/.../10.1149/1945-7111/ad6cbd/pdf