ŠINDELÁŘOVÁ, A. Srovnání různých typů komerčních lithium-iontových baterií [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií. 2021.
Studentka Bc. Anna Šindelářová se ve své diplomové práci zabývá problematikou komerčních lithium-iontových baterií. Teoretická část práce je velmi pěkně zpracována, praktická část obsahuje relevantní a logicky navazující informace s množstvím provedených měření. Z formálního, věcného ani stylistického pohledu nemám k práci zásadnějších připomínek. Studentka prokázala orientaci a zájem o danou problematiku spolu s pílí při realizaci závěrečné práce. Cíle uvedené v zadání práce byly beze zbytku splněny. Doporučuji diplomovou práci studentky Bc. Anny Šindelářové k obhajobě.
Studentka Bc. Anna Šindelářová se ve své diplomové práci měla věnovat studiu vlivu teploty na kapacitní a proudové charakteristiky vybraných typů komerčních Li-ion akumulátorů a posouzení možností zkrácení času pro cyklické testování akumulátorů, s ohledem na kvalitu a vypovídající hodnotu výsledku. Studentka zpracovala práci o rozsahu 63 stran, která obsahuje celkově 38 citací, což je adekvátní rozsah pro tento typ práce. Úroveň práce je z odborného hlediska velmi nízká, práce obsahuje řadu závažných chyb, nedostatků a nepřesností. Celkově si kladu otázku, zda tato práce prošla vůbec nějakou kontrolou vedoucího. Ke zpracování teoretické části práce a zpracování a diskuzi měřených dat mám řadu připomínek. Studentka se dopustila v teoretické části práce řady nepřesností, jako toho, že v první kapitole uvádí, že Li-ion články byly objeveny v 60. letech 20. století. V Tab.2.1 následně uvádí data, kdy byly objeveny jednotlivé katodové materiály, jednotlivé roky se pletou s roky uvedení na trh a skutečnými roky objevení, místo chemického vzorce materiálů jsou použity jejich zkratky, které v textu nejsou v této části vysvětleny. U popisu mincové konstrukce článku uvádí, že je možné je nabíjet pouze 10 až 16 hodin, což neodpovídá realitě, jelikož se dají nabíjet proudy do 1C. Stejně tak uvádí, že cena olověných akumulátorů je rovna 0,35 USD/kWh a v případě Li-ion mezi 0,64 a 3,95 USD/kWh, což by znamenalo, že battery pack od Škody Enyaq v nejvyšší kapacitě 82 kWh stál méně než 7000 Kč. I v případě, že se jedná o překlep a ceny byly myšleny za Wh, tedy tisíckrát vyšší, tyto hodnoty nedávají smysl. Tvrzení, že se hustota energie odvíjí od jmenovitého napětí je nepravdivé. V textu jsou i další nedostatky, např. obrázek 2.6 je opakující se obrázek 2.1. Obrázky 2.10 a 2.11 jsou ponechány v angličtině. Ve velkých částech textu, jako je kapitola o elektrodových materiálech či o charakteristických vlastnostech, chybí citace. Studentka také v kapitole o elektrolytech uvádí, že SEI vrstva, podobně jako separátor, odděluje anodu od katody, jako elektrolyty popisuje lithné soli a uvádí, že pevný elektrolyt umožnuje rychlejší pohyb iontů než elektrolyt kapalný. Zcela zásadním nedostatkem je tvrzení, že jmenovité napětí článku je takové, které je rovno průměru maximálního nabíjecího a minimálního vybíjecího napětí, což svědčí o nepochopení principu funkce tohoto systému. Dalším základním nedostatkem je, že studentka takřka v celém textu uvádí, že Mn je hořčík, či to, že dost často opomíjí dolní indexy u popisu chemického složení katodových materiálů. I samotné uspořádání textu je poněkud chaotické. V části 2.4.1.3 Elektrodové materiály jsou sice popsány materiály elektrod, ale zcela chybí informace o jejich dosažitelné kapacitě, teoretické kapacitě a potenciálu vůči Li, stejně tak schází popis materiálu Li4Ti5O12, který je využívaný v jednom z testovaných akumulátorů v rámci praktické části práce. Část chybějících informací je pak částečně uvedena v kapitole 2.5. Praktická část je zpracována velmi nedbale. V tabulce s popisem testovaných akumulátorů (3.1) je špatně uvedena jmenovitá kapacita u všech testovaných vzorků, opět je zde uvedeno, že materiály obsahují hořčík místo manganu a navíc se zde uvádí, že v případě LTO článku je na anodě použito LTO a jako katoda slouží grafit. V praktické části byly testovány čtyři typy komerčních Li-ion článků, přičemž ve zmiňované tabulce se uvádí výrobce pouze u jednoho z nich. Při kontrole parametrů jména a přiložených technických listů se však zdá, že dva z těchto článků jsou totožné, a sice LG INR18650 MH1. V jednom případě je přiložen technický list LG a ve druhém technický list od dodavatele baterií GWL, ve kterém je uvedeno, že se jedná o článek LG INR18650 MH1. Je možné, že se jedná o článek ekvivalentní od jiného výrobce nebo článek horší kvality, na který není naraženo logo LG, to však není v textu uvedeno a tak čtenář může dojít k závěru, že se jednalo o tři vzorky, přičemž jeden byl měřen dvakrát. Další nesrovnalostí pak je, že na fotce 3.5 je uvedeno, že se jedná o článek MH1, tedy dle tabulky LG INR18650 MH1, avšak články LG INR18650 MH1 jsou baleny do světle modrého obalu a mají na sobě vyražené logo LG. Články LG od dodavatele GWL jsou také zobrazeny v tomto obalu na první straně technického listu, avšak tato první strana není z nějakého důvodu přiložena v příloze. Je tedy současně možné, že studentka si špatně poznačila typ akumulátoru a po celou dobu měřila podobný akumulátor, ale od jiného výrobce s lehce odlišnými parametry, což by potvrzoval i fakt, že vybíjecí křivky na Obr.3.22 a 3.27 jsou odlišné a mají jiný průběh, z čehož je jasné, že akumulátor má jiné složení. Samotné zpracování grafů neodpovídá úrovni diplomové práce, kdy osy X jsou děleny naprosto chaoticky a čas by bylo lépe uvádět v hodinách než v sekundách, čímž by se vyvarovalo zobrazování velmi vysokých čísel přesahujících 10000 a výsledky by byly snáze porovnatelné. Samotná metodika nebyla nastavena zcela špatně, ale nebylo splněno zadání práce, protože proudové charakteristiky, o kterých se v zadání hovoří, nebyly vůbec testovány. Studentka u všech vzorků v grafech uvádí, že konečné testování probíhalo při 45°C, avšak (dle popisu) prvotní i konečný test probíhal za pokojové teploty, a pakliže by proběhl jednou při pokojové a na konci při 45°C, nebylo by možné vyhodnotit vliv cyklování při vysoké teplotě, který probíhal mezi touto počáteční a konečnou charakterizací. Proto soudím, že se jedná jen o nedbalost ve zpracování. Zcela zásadní je to, že studentka v textu vyhodnocuje pouze kapacitu a její pokles, a to ne vždy, a pak zcela nelogicky čas, takže se můžeme dočíst, že křivky mají totožný průběh a výrazně se od sebe neliší, jediným rozdílem je čas, za který bylo vybíjení dokončeno a že bylo o nějakou dobu kratší. Stejně tak pozitivně kvituje u degradovaného článku zkrácení doby nabíjení. Toto, ve spojení s chybějícím vyhodnocením, vytváří dojem nepochopení zadání. V předkládaných datech je pár zajímavých bodů, ale v rámci vyhodnocení je studentka ignoruje nebo je zmiňuje zcela mimoděk, ale bez pochopení podstaty. Zcela tristní je fakt, že grafy zobrazující kapacitu při cyklování testovaných vzorků při pokojové a zvýšené teplotě (Obr.3.14, 3.23, 3.32) nejsou nikterak okomentovány, a to ani v závěru práce, a není na ně ani jediný odkaz v textu. Není vyhodnoceno o kolik procent kapacita klesla, jaký byl její průměrný pokles na cyklu, ani nejsou zobrazeny vybíjecí charakteristiky při vysoké teplotě a komentován vliv teploty na jejich průběh. Stejně tak není vůbec určeno kolik cyklů za zvýšené teploty by mohlo odpovídat degradaci při pokojové teplotě. V závěru je jen potvrzeno, že při zvýšené teplotě je pokles rychlejší, což je obecnou pravdou. Alespoň je zhodnoceno, že největší pokles kapacity nastal u článku LTO, dle porovnání referenčního cyklu, ale opět je kvitováno, že u tohoto článku došlo k největší časové úspoře, téměř hodinu za celý jeden cyklus. Vzhledem ke zcela tristnímu zpracování mi nezbývá než práci hodnotit 40 body, tedy známkou F a práci nedoporučit k obhajobě.
eVSKP id 133781