Litiumioniakkujen ikääntyminen ja käyttöiän maksimointi merenkulussa
Laari, Amanda (2025)
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2025110427045
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2025110427045
Tiivistelmä
Tämän opinnäytetyön tavoitteena oli erotella litiumioniakun ikääntymisen tärkeimmät tekijät ja kehittää toimeksiantajalle ennuste L/A Alteran sekä Elektran akkujen jäljellä olevasta käyttöiästä sekä löytää kehityskohteita akkujen pidemmälle käyttöiälle. Tutkimuskysymyksiä olivat, millä yksittäisillä keinoilla litiumioniakkujen käyttöikää voitaisiin parantaa, millaiset ovat optimaaliset olo-suhteet pitkälle käyttöiälle litiumioniakuilla L/A Alteralla ja Elektralla sekä mil-loin aluksille suositellaan akkujen vaihtoa. Lopputuloksena opinnäytetyössä toimeksiantajalle kehitettiin ennuste akkujen jäljellä olevalle käyttöiälle ja löydettiin kehityskohteita.
Tämän kvalitatiivisen tutkimuksen tietoa kerättiin litiumioniakkujen ikääntymisestä sekundäärisesti dokumenteista, aiemmista tutkimuksista ja kirjallisuudesta. Tutkimusmenetelminä käytettiin myös suoraa havainnointia L/A Alteralla sekä Elektralla. Tutkimusstrategiana on tapaustutkimus, koska tutkittavana oli sisaralusten Alteran ja Elektran akkujen ikääntyminen. Tapaustutkimukselle tyypillisesti opinnäytetyössä käytettiin triangulaatiota eli monimenetelmällisyyttä.
Kerätyn tutkimusaineiston avulla pystyttiin selvittämään litiumioniakkujen ikääntymisen tärkeimmät tekijät sekä muodostamaan kuva akkujen käytöstä Alteralla ja Elektralla. Tutkimustulosten perusteella voitiin määritellä optimaalinen akkujen käyttö aluksilla ja laatia ennuste akkujen odotetusta jäljellä olevasta eliniästä. Ennuste pohjautui tutkimuksen teoriaan sekä tutkimustuloksiin litiumioniakun ikääntymisestä. Lisäksi tutkimuksessa tunnistettiin Alteran akkujen käyttöön liittyviä kehityskohteita akkujen käyttöiän pidentämiseksi, joiden toteuttamisesta laadittiin uusi ennuste Alteran akkujen eliniälle. The aim of this thesis was to identify the key factors contributing to the aging of lithium-ion batteries and to develop a forecast for the commissioner regarding the remaining service life of the L/A Altera and Elektra batteries. Additionally, the study aimed to identify development targets to extend the batteries' lifespan. The research questions were: (1) What individual measures could im-prove the service life of lithium-ion batteries? (2) What are the optimal condi-tions for a long battery life on L/A Altera and Elektra? (3) When is battery re-placement recommended on ships? As a result, the thesis provided a forecast of the batteries’ remaining service life for the commissioner and identified are-as for development.
In this qualitative study, data on the aging of lithium-ion batteries was collected secondarily from documents, previous studies, and literature. Direct observa-tion on L/A Altera and Elektra was also employed as a research method. The research strategy used was a case study, as the focus was on the aging of bat-teries on the sister ships Altera and Elektra.
The collected data enabled the identification of the most significant factors af-fecting battery aging and provided insight into battery usage on Altera and El-ektra. Based on the findings, conclusions were drawn regarding the optimal use of batteries on ships, and a forecast was created for the expected remain-ing lifespan of the batteries. This forecast was based on the theoretical frame-work of the study and the effects of aging factors identified during the study. The study also highlighted development opportunities for the use of Altera’s batteries that could help extend their service life.
Tämän kvalitatiivisen tutkimuksen tietoa kerättiin litiumioniakkujen ikääntymisestä sekundäärisesti dokumenteista, aiemmista tutkimuksista ja kirjallisuudesta. Tutkimusmenetelminä käytettiin myös suoraa havainnointia L/A Alteralla sekä Elektralla. Tutkimusstrategiana on tapaustutkimus, koska tutkittavana oli sisaralusten Alteran ja Elektran akkujen ikääntyminen. Tapaustutkimukselle tyypillisesti opinnäytetyössä käytettiin triangulaatiota eli monimenetelmällisyyttä.
Kerätyn tutkimusaineiston avulla pystyttiin selvittämään litiumioniakkujen ikääntymisen tärkeimmät tekijät sekä muodostamaan kuva akkujen käytöstä Alteralla ja Elektralla. Tutkimustulosten perusteella voitiin määritellä optimaalinen akkujen käyttö aluksilla ja laatia ennuste akkujen odotetusta jäljellä olevasta eliniästä. Ennuste pohjautui tutkimuksen teoriaan sekä tutkimustuloksiin litiumioniakun ikääntymisestä. Lisäksi tutkimuksessa tunnistettiin Alteran akkujen käyttöön liittyviä kehityskohteita akkujen käyttöiän pidentämiseksi, joiden toteuttamisesta laadittiin uusi ennuste Alteran akkujen eliniälle.
In this qualitative study, data on the aging of lithium-ion batteries was collected secondarily from documents, previous studies, and literature. Direct observa-tion on L/A Altera and Elektra was also employed as a research method. The research strategy used was a case study, as the focus was on the aging of bat-teries on the sister ships Altera and Elektra.
The collected data enabled the identification of the most significant factors af-fecting battery aging and provided insight into battery usage on Altera and El-ektra. Based on the findings, conclusions were drawn regarding the optimal use of batteries on ships, and a forecast was created for the expected remain-ing lifespan of the batteries. This forecast was based on the theoretical frame-work of the study and the effects of aging factors identified during the study. The study also highlighted development opportunities for the use of Altera’s batteries that could help extend their service life.