Litiozko baterien zahartzea epe luzerako pixkanakako prozesu bat da, eta bateriaren osasunean hainbat faktorek eragiten dute, hala nola tenperatura, korronte-tasa eta mozte-tentsioa. Gaur egun, lorpen batzuk egin dira bateriaren osasun egoeraren ikerketan eta modelizazioan aztertzean. Lotutako ikerketek bateria degradatzeko mekanismoa eta zahartze faktorearen analisia, bateriaren osasunaren kudeaketa, bateriaren egoeraren jarraipena eta estimazioa, bateriaren iraupenaren iragarpena, etab.
Hala ere, oraindik falta da litiozko bateriaren osasun-egoeraren laburpen eta berrikuspen nahiko osoa. Artikulu honek sistematikoki aurkezten ditu bateriaren osasun-egoeraren ikerketa-egoera eta aurrerapena bost alderditatik: definizioa, eragin-faktoreak, ebaluazio-eredua, ikerketa-zailtasunak eta bateriaren osasun-egoeraren ikerketaren garrantzia.
1. Bateriaren osasun egoeraren definizioa
SOH bateriak egungo bateriak bateria berriarekiko energia elektrikoa gordetzeko duen gaitasuna ezaugarritzen du, eta bateriaren egoera adierazten du bere bizitzaren hasieratik bizitzaren amaiera arte ehuneko moduan. Baterien errendimendu-adierazle asko daude. SOH definizio asko daude etxean eta kanpoan, baina batasun falta dago kontzeptuan. Gaur egun, SOH definizioa hainbat alderditan islatzen da batez ere, hala nola, ahalmena, elektrizitatea, barne-erresistentzia, ziklo-denborak eta potentzia gailurra.
1 Edukiera definizioa SOH
Bateriaren ahalmenaren desintegrazioaren arabera SOHren definizioari buruzko literatura gehienak daude, eta SOHren definizioa honela ematen da:Formulan: Kaiolatua bateriaren egungo ahalmena da; Crated bateriaren ahalmen nominala da.
2 Elektrizitatearen definizioa SOH
Elektrizitate-kontsumorako SOH-ren definizioa ahalmenaren definizioaren antzekoa da, bateriaren ahalmen nominalak benetako ahalmen eraginkorra eta gehienezko edukiera dituelako, eta bateriaren benetako ahalmena ahalmen nominalaren apur bat desberdina da, beraz, literatura batzuek definitzen dute. SOH bateria deskargatzeko ahalmenaren ikuspegitik.
3 Barne erresistentziak SOH definitzen du
Bateriaren barne-erresistentzia handitzea bateriaren zahartzearen adierazgarri garrantzitsua da, eta bateria gehiago zahartzearen arrazoia ere bada. Literatura askok barne-erresistentzia erabiltzen dute SOH definitzeko.
4 Gainerako zikloen kopuruak SOH definitzen du
SOH definitzeko bateriaren errendimendu-adierazleak (adibidez, edukiera eta barne-erresistentzia) erabiltzeaz gain, bateriaren SOH bateriaren gainerako ziklo kopuruaren arabera definitzen duten literaturak ere badaude.
Goiko lau baterien SOH definizioak nahiko ohikoak dira literaturan. Ahalmenaren eta elektrizitatearen definizioa oso erabilgarria da, baina edukiera bateriaren kanpoko errendimendua da, barne-erresistentziaren eta gainerako denboraren definizioaren funtzionagarritasuna ez da sendoa. Barne-erresistentzia SOC eta tenperaturarekin lotuta dago, eta ez da erraza neurtzea. Gainerako zikloen kopurua eta zikloen guztizko kopurua ez dira erraz neurtzen. ezin da zehaztasunez aurreikusi.
2. Litiozko baterien osasun-egoeran eragiten duten faktoreak
Azken urteotan, etxeko eta atzerriko literatura askok litiozko baterien zahartze-mekanismoa eta legea aztertu dituzte. Orokorrean uste da litio ioiaren deposizioa, SEI filmaren loditzea eta material aktiboen galera direla bateriaren zahartzearen eta ahalmenaren gainbeheraren arrazoi nagusiak. Litiozko baterien gehiegikeriak bateriaren zahartzea bizkortuko du, eta baterien karga eta deskarga arruntak ere bateriaren osasunean eragina izango du eta bateriaren zahartzea bizkortuko du.
1 Tenperaturak SOH baterian duen eragina
Tenperatura, oro har, bateriaren osasunean eragiten duen faktore nagusitzat jotzen da. Tenperaturak eragin bikoitza du bateriaren errendimenduan. Alde batetik, tenperatura altuak bateriaren barruko erreakzio kimikoa bizkortuko du eta bateriaren eraginkortasuna eta errendimendua hobetuko ditu. Aldi berean, tenperatura altuak erreakzio kimiko itzulezinak ere bizkortuko ditu. Erreakzioa gertatzen da, bateriaren material aktiboa gutxitzea eraginez, bateriaren zahartzea eta ahalmenaren hondatzea eraginez. Datu esperimentalek erakusten dute tenperatura altuak bateriaren elektrodoaren SEI filmaren hazkundea bizkortuko duela, eta litio ioiak SEI pelikulean sartzeko duten zailtasuna areagotu egingo dela, hau da, bateriaren barne-erresistentzia handitzearen baliokidea.
2 Karga- eta deskarga-korrontearen eragina SOH baterian
Karga eta deskarga tasak bateriaren iraupenari eragingo dio. Sony 18650 bateria 300 ziklotan probatu zen hiru deskarga-tasa desberdinetan. Aldi berean, tasa handiko deskargak bero gehiago sortuko du bateriaren barruan, eta horrek bateriaren zahartzea bizkortuko du. Mikroskopio elektronikoan ikusten da tasa handiko deskarga bateriaren elektrodoen gainazaleko SEI filma tasa baxuko deskargarena baino lodiagoa dela.
3 Deskargaren sakoneraren eragina bateria SOHan
Bateriaren karga eta deskarga sakontasunak eragina du bateriaren osasunean eta zahartzean. Uste da bateriak transferentzia-energia osoa metatu duela, eta bateriaren ahalmenaren gainbehera eta zahartzearen azterketa transferentzia-energia osoaren arabera egiten da. Gao Fei et al. bateriaren transferentzia metatuaren energiaren eta bateriaren ahalmenaren gainbeheraren arteko erlazioa aztertu zuen litiozko baterien deskarga-sakonera ezberdinen ziklo proben bidez, eta ondorioztatu zuen bateriaren edukiera %85era jaitsi baino lehen, bateriaren transferentzia-energia metatua dela. karga sakonean eta deskarga sakonean eta bateriaren ahalmenaren gainbehera. Azaleko kargatzeko eta deskargatzeko bi moduak, funtsean, berdinak dira. Bateriaren edukiera %85~75era jaisten denean, bateriaren transferentzia metatua eta energia-eraginkortasuna sakonera gutxiko kargatzeko eta deskargatzeko modua baino hobeak dira.
4 Ziklo-tartearen eragina bateria SOHan
Bateriaren karga-deskarga zikloaren tarteak bateriaren zahartze prozesuan ere eragina izango du. Karga-deskarga bateriaren barne-erresistentzia desberdina da ziklo-tarte desberdinetarako. Hori dela eta, zikloan zehar bateriaren beroa eta erreakzioa apur bat desberdinak dira, eta horrek bateriaren osasunean eta zahartzean eragingo du epe luzera. Hori dela eta, aditu batzuek iradokitzen dute bateriaren SOC barrutia % 20 ~ % 80koa dela, eta hori onuragarria da bateriaren osasunerako eta bizitzarako.
5 Karga-deskarga mozte-tentsioaren eragina SOH baterian
Gehiegizko kargak eta gehiegizko deskargak bateriaren osasunean eragingo dute, eta goiko eta beheko tentsio-muga desegokiek bateriari eragingo diote. Deskarga-mozte-tentsioa zenbat eta txikiagoa izan, orduan eta handiagoa izango da bateriaren barne-erresistentzia, eta ondorioz bateriaren barne-berokuntza, alboko erreakzioak areagotzea, bateriaren material aktiboen murrizketa eta grafito-xafla negatiboaren kolapsoa, zahartze bizkortua eta gaitasunaren gainbehera izango dira. bateria. Gehiegizko karga-mozte-tentsioak bateriaren barne-erresistentzia handitzen du, bateriaren barne-beroa handitzen da eta gainkargak elektrodo negatiboaren "litio prezipitazioa" fenomenoa eta alboko erreakzioen hazkuntza eragiten du, eta horrek ahalmena eragiten du. eta bateriaren zahartzea.
Laburbilduz, funtzionamendu-tenperaturak, karga-deskarga-tasak, deskarga-sakonera, ziklo-tarteak eta bateriaren karga-deskarga mozte-tentsioak eragina izango dute bateriaren osasunean eta bizitzan. Gaur egun, bateriaren osasun-egoeraren eragina duten faktoreei buruzko ikerketa ikerketa kualitatiboan dago. Baterien zahartzean eragiten duten faktore hauen analisi kuantitatiboa eta faktore horien arteko akoplamendu-erlazioa ikerketaren zailtasunak eta etorkizuneko bateriaren osasuna eta bizitzaren ikerketa-guneak dira.
