Стареењето на литиумските батерии е долгорочен постепен процес, а на здравјето на батеријата влијаат различни фактори како што се температурата, брзината на струјата и напонот на исклучување. Во моментов, постигнати се некои достигнувања во истражувањето и моделирањето на анализата на здравствената состојба на батеријата. Поврзаното истражување вклучува механизам за деградација на батеријата и анализа на факторите на стареење, управување со здравјето на батеријата, следење и проценка на статусот на батеријата, предвидување на животниот век на батеријата итн.
Сепак, сè уште недостасува релативно целосно резиме и преглед на здравствената проценка на состојбата на литиумските батерии. Овој труд систематски го воведува истражувачкиот статус и напредокот на здравствената состојба на батеријата од пет аспекти: дефиниција, фактори на влијание, модел на евалуација, тешкотии во истражувањето и истражувачко значење на здравствената состојба на батеријата.
1. Дефиниција за здравствената состојба на батеријата
Батеријата SOH ја карактеризира способноста на тековната батерија да складира електрична енергија во однос на новата батерија и ја претставува состојбата на батеријата од почетокот на нејзиниот животен век до крајот на нејзиниот век во форма на процент. Постојат многу индикатори за изведба на батериите. Постојат многу дефиниции за SOH дома и во странство, но постои недостаток на единство во концептот. Во моментов, дефиницијата за SOH главно се рефлектира во неколку аспекти како што се капацитетот, електричната енергија, внатрешниот отпор, времињата на циклусот и максималната моќност.
1 Капацитет Дефиниција SOH
Постојат повеќето литератури за дефиницијата на SOH со распаѓање на капацитетот на батеријата, а дефиницијата за SOH е дадена на следниов начин: Во формулата: Caged е тековниот капацитет на батеријата; Crated е номиналниот капацитет на батеријата.
2 Дефиниција за електрична енергија SOH
Дефиницијата за SOH за потрошувачка на електрична енергија е слична на дефиницијата за капацитет, бидејќи номиналниот капацитет на батеријата има вистински ефективен капацитет и максимален капацитет, а вистинскиот капацитет на батеријата е нешто различен од номиналниот номинален капацитет, така што некои литератури дефинираат SOH од гледна точка на капацитетот за празнење на батеријата.
3 Внатрешниот отпор го дефинира SOH
Зголемувањето на внатрешниот отпор на батеријата е важна манифестација на стареењето на батеријата, а е и причина за натамошното стареење на батеријата. Многу литератури го користат внатрешниот отпор за да го дефинираат SOH.
4 Бројот на преостанатите циклуси го дефинира SOH
Покрај користењето индикатори за перформансите на батеријата како што се капацитетот и внатрешниот отпор за дефинирање на SOH, постојат и литератури кои го дефинираат SOH на батеријата според бројот на преостанати циклуси на батеријата
Дефинициите на SOH за горенаведените четири типа на батерии се релативно вообичаени во литературата. Дефиницијата за капацитет и електрична енергија е многу оперативна, но капацитетот е надворешната изведба на батеријата, додека оперативноста на дефиницијата за внатрешен отпор и преостанатите времиња не е силна. Внатрешниот отпор е поврзан со SOC и температурата и не е лесно да се измери. Бројот на преостанатите циклуси и вкупниот број на циклуси не се лесни за мерење. не може точно да се предвиди.
2. Фактори кои влијаат на здравствената состојба на литиумските батерии
Во последниве години, многу домашни и странски литератури го проучуваа механизмот на стареење и законот на литиумските батерии. Општо се верува дека таложење на литиум јони, задебелување на SEI филм и губење на активни материјали се главните причини за стареење на батеријата и распаѓање на капацитетот. Злоупотребата на литиумските батерии ќе го забрза стареењето на батериите, а нормалното полнење и празнење на батериите исто така ќе влијае на здравјето на батериите и ќе го забрза стареењето на батериите.
1 Влијание на температурата на SOH на батеријата
Температурата генерално се смета за главен фактор што влијае на здравјето на батеријата. Температурата има двојно влијание врз работата на батеријата. Од една страна, високата температура ќе ја забрза хемиската реакција во внатрешноста на батеријата и ќе ја подобри ефикасноста и перформансите на батеријата. Во исто време, високата температура ќе забрза и некои неповратни хемиски реакции. Реакцијата се јавува, што резултира со намалување на активниот материјал на батеријата, што предизвикува стареење и распаѓање на капацитетот на батеријата. Експерименталните податоци покажуваат дека високата температура ќе го забрза растот на SEI филмот на електродата на батеријата, а тешкотијата на литиумските јони да навлезат во SEI филмот ќе се зголеми, што е еквивалентно на зголемување на внатрешниот отпор на батеријата.
2 Влијание на брзината на струјата на полнење и празнење врз SOH на батеријата
Стапката на полнење и празнење ќе влијае на животниот век на батеријата. Батеријата Sony 18650 беше тестирана 300 циклуси со три различни стапки на празнење. Во исто време, празнењето со голема брзина ќе генерира повеќе топлина во внатрешноста на батеријата, што ќе го забрза стареењето на батеријата. Под електронски микроскоп е забележано дека SEI филмот на површината на електродата на батеријата за празнење со голема брзина е подебел од оној на празнењето со мала брзина.
3 Влијание на длабочината на празнење на SOH на батеријата
Длабочината на полнење и празнење на батеријата има влијание врз здравјето и стареењето на батеријата. Се верува дека батеријата има акумулирано вкупна преносна енергија, а анализата на распаѓањето на капацитетот и стареењето на батеријата се врши врз основа на вкупната преносна енергија. Гао Феи и сор. ја анализираше врската помеѓу акумулативната преносна енергија на батеријата и распаѓањето на капацитетот на батеријата преку циклусните тестови на различни длабочини на празнење на литиумските батерии и заклучи дека пред капацитетот на батеријата да се распадне на 85%, акумулативната преносна енергија на батеријата е во длабокото полнење и длабокото празнење и капацитетот на батеријата се распаѓа. Двата начини на плитко полнење и плитко празнење се во основа исти. Кога капацитетот на батеријата се намалува на 85%~75%, акумулативната преносна енергија и енергетската ефикасност на батеријата се подобри од режимот на плитко полнење и плитко празнење.
4 Влијание на интервалот на циклусот врз SOH на батеријата
Интервалот на циклусот полнење-празнење на батеријата исто така ќе влијае на процесот на стареење на батеријата. Внатрешниот отпор на батеријата за полнење-празнење е различен за различни интервали на циклуси. Затоа, топлината и реакцијата на батеријата во текот на циклусот се малку различни, што ќе влијае на здравјето и стареењето на батеријата на долг рок. Затоа, некои експерти сугерираат дека опсегот на SOC на батеријата е 20%~80%, што е корисно за здравјето на батеријата и за животниот век на батеријата.
5 Влијание на исклучениот напон на полнење-празнење на SOH на батеријата
Прекумерното полнење и празнењето на батеријата ќе влијае на здравјето на батеријата, а несоодветните горните и долните граници на напонот ќе влијаат на батеријата. Колку е помал напонот за исклучување на празнење, толку е поголем внатрешниот отпор на батеријата, што резултира со внатрешно загревање на батеријата, зголемени странични реакции, намалување на активните материјали на батеријата и колапс на негативниот графитен лист, забрзано стареење и распаѓање на капацитетот на батеријата. батерија. Прекумерниот исклучен напон на полнење предизвикува зголемување на внатрешниот отпор на батеријата, внатрешната топлина на батеријата се зголемува, а прекумерното полнење предизвикува феномен на „врнежи од литиум“ на негативната електрода и соодветно зголемување на страничните реакции, што влијае на капацитетот и стареење на батеријата.
Накратко, работната температура, стапката на полнење-празнење, длабочината на празнење, интервалот на циклусот и напонот за исклучување на полнење-празнење на батеријата, сите ќе имаат влијание врз здравјето и животот на батеријата. Во моментов, истражувањето за факторите кои влијаат на здравствената состојба на батеријата е во фаза на квалитативно истражување. Квантитативната анализа на овие фактори кои влијаат на стареењето на батеријата и поврзаноста помеѓу овие фактори се тешкотиите на истражувањето и жариштето за истражување на здравјето и животот на батеријата во иднина.
