Sähköautojen akkujen kemia
Seppälä, Sanna (2011)
Seppälä, Sanna
Metropolia Ammattikorkeakoulu
2011
All rights reserved
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-201101181505
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-201101181505
Tiivistelmä
Tämän opinnäytetyön aiheena on sähköautojen akkujen kemia jaksollisessa järjestelmässä. Työn tarkoituksena on tutkia akkujen kemiallisia ominaisuuksia sähköautojen vaatimusten kannalta. Ominaisuuksien tutkimisen tarkoituksena ei ole asettaa akkuja paremmuusjärjestykseen tai käsitellä kaikkia mahdollisia markkinoilta löytyviä akkusovelluksia. Sen sijaan tarkoituksena on selvittää, mistä sähköautojen akuilta vaadittavat ominaisuudet johtuvat. Tavoitteena on keskittyä tutkimaan, voiko nykyisten akkujen ominaisuuksien perusteella löytää jaksollisesta järjestelmästä loogisuuksia ja johdonmukaisuuksia niin, että saatujen tulosten pohjalta voisi toteuttaa sähköauton optimiakun. Työ on luonteeltaan sekä kirjallisuus- että tutkimuspohjainen. Työn alussa käsitellään lyhyesti sähkökemiaa ja akun perustoimintaa. Seuraavaksi esitellään viisi eri akkuryhmään: lyijyakku, alkaliakku, virtausakku, natriumakku ja litiumakku. Näistä viidestä ryhmästä työhön valittiin tutkittavaksi lyijyakun sovelluksista AGM-akku, alkaliakkujen sovelluksista nikkeli-metallihydridiakku ja virtausakkujen sovelluksista sinkki-klooriakku. Natriumakuista valittiin tutkittavaksi natrium-nikkeliklooriakku (ZEBRA-akku) ja litiumakuista litiumioniakku. Lisäksi käsitellään sähköauton akuilta vaadittavista ominaisuuksista ne, jotka vaikuttavat sähköauton ajomatkaan, akun latausaikaan, akun elinikään, akun turvallisuuteen ja akun kierrätykseen. Johdonmukaisuuksien etsimiseen päädyttiin käyttämään vain ajomatkaa, latausaikaa ja akun elinikää koskevia tietoja, koska turvallisuuteen ja kierrätykseen vaikuttavat monet kemian ulkopuoliset asiat. Akut asetettiin elektrodipariensa mukaan jaksolliseen järjestelmään parhaiten ominaisuuden toteuttavasta heikoimpaan.
Tutkimuksessa ei löydetty jaksollisesta järjestelmästä selkeitä johdonmukaisuuksia akkujen elektrodiparien avulla. Tästä voidaan päätellä, että joko etsittyjä johdonmukaisuuksia ei ole tai sitten tutkimusaluetta tulisi laajentaa.
Tutkimuksessa ei löydetty jaksollisesta järjestelmästä selkeitä johdonmukaisuuksia akkujen elektrodiparien avulla. Tästä voidaan päätellä, että joko etsittyjä johdonmukaisuuksia ei ole tai sitten tutkimusaluetta tulisi laajentaa.