bakalářská práce

Studium vlivu metody nabíjení Li-ion akumulátorů na jejich degradaci při dlouhodobém používání

Text práce 5.05 MB

Autor práce: Lukáš Rek

Ak. rok: 2025/2026

Vedoucí: prof. Ing. Tomáš Kazda, Ph.D.

Oponent: Ing. Martin Šedina

Abstrakt:

Tato bakalářská práce se zabývá vlivem různých nabíjecích metod zvolených Li-ion akumulátorů a jejich následnou degradaci při dlouhodobém používání. První kapitola pojednává o historii a vývoji elektrochemických zdrojů společně s popsáním principu funkce primárních a sekundárních článků. Následující kapitola se zaměřuje na způsob fungování a typy používaných materiálů Li-ion akumulátorů. V rámci třetí kapitoly je popsáno využití akumulátorů v elektromobilitě. Ve čtvrté kapitole jsou popsány nabíjecí protokoly Li-ion akumulátorů a jsou uvedeny příklady jejich praktického použití. Praktická část je zaměřena na testování dvou vybraných Li-ion článků podle zvolených nabíjecích protokolů. Poslední kapitola se zabývá vyhodnocením dat získaných z dlouhodobého cyklování, zátěžových testů, měření hystereze a elektrochemické impedanční spektroskopie článků.

Klíčová slova:

Elektrochemické zdroje, Akumulátor, Li-ion, Nabíjecí Techniky, Materiály, Elektromobilita, Degradace

Termín obhajoby

16.06.2026

Výsledek obhajoby

obhájeno (práce byla úspěšně obhájena)

znamkaBznamka

Klasifikace

B

Průběh obhajoby

Student seznámil státní zkušební komisi s cíli a řešením závěrečné vysokoškolské práce a zodpověděl otázky a připomínky oponenta.

Jazyk práce

čeština

Fakulta

Ústav

Studijní program

Mikroelektronika a technologie (BPC-MET)

Složení komise

doc. Ing. Petr Bača, Ph.D. (předseda)
doc. Ing. Petr Vyroubal, Ph.D. (místopředseda)
Ing. Ladislav Chladil, Ph.D. (člen)
prof. Ing. Jan Leuchter, Ph.D. (člen)
Ing. Martin Šedina (člen)
Ing. Radek Bilko, Ph.D. (člen)

Náplní bakalářské práce studenta Lukáše Reka bylo studium vlivu použitého nabíjecího protokolu na vlastnosti dvou typů Li-ion akumulátorů s rozličným materiálem katody. Student přistupoval k práci s velkým zajmeme samostatně si dohledával literaturu a jak při zpracování teoretické části práce, tak při práci v laboratoři byl velmi aktivní a sám se dožadoval průběžných konzultací. Teoretické část práce je zpracována přehledně a logicky. Realizace praktické části práce byla do jisté míry omezena vybavením, které bylo k dispozici pro dlouhodobé cyklování komerčních článků, jelikož původní vybavení, na kterém práce měla být realizována bylo na fakultě instalováno až takřka v jejím samotném konci. I přes toto omezení bylo realizováno dostatečné množství cyklů a výsledná data byla analyzována z několika různých pohledů. Celková délka textu je pak větší, než je u Bc práce obvyklá. Samotné zadání práce je z pohledu vedoucího splněno a práci doporučuji k obhajobě. Vzhledem k rozsahu práce a aktivitě studenta jak při práci v laboratoři, tak při jejím zpracování hodnotím tuto práci 94 b tedy známkou A. Výsledný počet bodů navržený vedoucím: 94

Známka navržená vedoucím: A

Posudek oponenta
Ing. Martin Šedina

Student Lukáš Rek se ve své práci zaměřuje na téma studia vlivu metody nabíjení Li-ion akumulátorů na jejich degradaci při dlouhodobém používání, což je velice zajímavé téma s ohledem na aktuální trendy ve výzkumu akumulátorů a rozvoj elektromobility.
Teoretická část je sepsána do sebe navazujících částí. První kapitoly do hloubky rozebírají historii elektrochemických zdrojů, princip funkce Li-ion akumulátorů a v nich použité materiály. Další kapitola je poté zaměřena na současný stav elektromobility s vlastnostmi vybraných modelů vozidel. Poslední teoretická kapitola obsahuje podrobný popis různých nabíjecích protokolů.

V rámci praktické části se student věnuje testování dvou vybraných komerčních Li-ion článků s katodami na bázi LFP a NMC. Student v práci popisuje aplikaci tří různých nabíjecích protokolů – CC-CV, MS-CC a Boost Charging. Následně student prováděl dlouhodobé cyklování těchto článků po dobu 300 cyklů a zjišťoval vliv těchto metod na jejich elektrochemické vlastnosti. Výsledky ukazují, že chemie LFP je méně citlivá na typ nabíjecího profilu než technologie NMC.

Práce je celkově na velice dobré úrovni a všechny výsledky jsou zde dostatečně rozebrány. Co bych ovšem vytkl, jsou občas až zbytečně repetitivní a detailní popisy naměřených hodnot v textu, které se pak duplikují s daty v tabulkách a grafech a zbytečně prodlužují text a práce tak značně přesahuje rozsah stran pro BP. Grafy pro hysterezi obsahují V místo mV a celkově rozlišení některých grafů je příliš nízké. V měřených datech se občasně vyskytují odchylky a neočekávané výsledky, které ovšem nejsou dostatečně komentovány, případně není nejsou popsané změny v měřících podmínkách.

Celkově se jedná o zdařilou práci, u které se student musel vypočádat s několika problémy. Práci doporučuji k obhajobje a hodnotím 88b a známkou B. Otázky k obhajobě:
  1. Čím si vysvětlujete pokles odporu článků LFP při 200 cyklech na poloviny a pak následné vrácení do původního stavu?
  2. Čím si odůvodňujete, že u článků LFP byly naměřeni některé kapacity vyšší při 1C něž při 0,1C?
  3. V práci zmiňujete 13 výpadků měření, v jaké fázi k nim docházelo a jak mohli ovlivnit měření?
Výsledný počet bodů navržený oponentem: 88

Známka navržená oponentem: B

Odpovědnost: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová