Старење литијумских батерија је дуготрајан постепен процес, а на здравље батерије утичу различити фактори као што су температура, брзина струје и напон прекида. Тренутно су постигнута нека достигнућа у истраживању и моделирању анализе здравственог стања батерије. Повезана истраживања укључују механизам деградације батерије и анализу фактора старења, управљање здрављем батерије, праћење и процену статуса батерије, предвиђање века трајања батерије итд.
Међутим, још увек недостаје релативно потпуни резиме и преглед здравствене процене стања литијумске батерије. Овај рад систематски представља истраживачки статус и напредак здравственог стања батерије са пет аспеката: дефиниција, фактори утицаја, модел евалуације, потешкоће у истраживању и истраживачки значај здравственог стања батерије.
1. Дефиниција здравственог статуса батерије
Батерија СОХ карактерише способност тренутне батерије да складишти електричну енергију у односу на нову батерију и представља стање батерије од почетка њеног до краја њеног века трајања у облику процента. Постоји много индикатора перформанси батерија. Постоји много дефиниција СОХ у земљи и иностранству, али постоји недостатак јединства у концепту. Тренутно се дефиниција СОХ углавном огледа у неколико аспеката као што су капацитет, електрична енергија, унутрашњи отпор, времена циклуса и вршна снага.
1 Дефиниција капацитета СОХ
Постоји већина литературе о дефиницији СОХ према смањењу капацитета батерије, а дефиниција СОХ је дата на следећи начин: У формули: Цагед је тренутни капацитет батерије; Цатед је називни капацитет батерије.
2 Дефиниција електричне енергије СОХ
Дефиниција СОХ за потрошњу електричне енергије је слична дефиницији капацитета, јер називни капацитет батерије има стварни ефективни капацитет и максимални капацитет, а стварни капацитет батерије се донекле разликује од номиналног називног капацитета, тако да нека литература дефинише СОХ из перспективе капацитета пражњења батерије.
3 Унутрашњи отпор дефинише СОХ
Повећање унутрашњег отпора батерије је важна манифестација старења батерије, а такође је и разлог даљег старења батерије. Многе литературе користе унутрашњи отпор да дефинишу СОХ.
4 Број преосталих циклуса дефинише СОХ
Поред коришћења индикатора перформанси батерије као што су капацитет и унутрашњи отпор за дефинисање СОХ, постоје и литературе која дефинише СОХ батерије бројем преосталих циклуса батерије
СОХ дефиниције горња четири типа батерија су релативно честе у литератури. Дефиниција капацитета и електричне енергије је веома оперативна, али капацитет је спољна перформанса батерије, док операбилност дефиниције унутрашњег отпора и преосталог времена није јака. Унутрашњи отпор је повезан са СОЦ и температуром и није га лако измерити. Број преосталих циклуса и укупан број циклуса није лако измерити. не може се тачно предвидети.
2. Фактори који утичу на здравствено стање литијумских батерија
Последњих година многе домаће и стране литературе проучавају механизам старења и закон литијумских батерија. Генерално се верује да су таложење литијум јона, згушњавање СЕИ филма и губитак активних материјала главни разлози за старење батерије и опадање капацитета. Злоупотреба литијумских батерија ће убрзати старење батерија, а нормално пуњење и пражњење батерија ће такође утицати на здравље батерија и убрзати старење батерија.
1 Утицај температуре на СОХ батерије
Температура се генерално сматра главним фактором који утиче на здравље батерије. Температура има двоструки утицај на перформансе батерије. С једне стране, висока температура ће убрзати хемијску реакцију унутар батерије и побољшати ефикасност и перформансе батерије. Истовремено, висока температура ће такође убрзати неке неповратне хемијске реакције. Долази до реакције, што доводи до смањења активног материјала батерије, што узрокује старење и пропадање капацитета батерије. Експериментални подаци показују да ће висока температура убрзати раст СЕИ филма акумулаторске електроде, а потешкоће литијум јона да продру у СЕИ филм ће се повећати, што је еквивалентно повећању унутрашњег отпора батерије.
2 Утицај брзине струје пуњења и пражњења на СОХ батерије
Брзина пуњења и пражњења ће утицати на век трајања батерије. Сони 18650 батерија је тестирана на 300 циклуса са три различите стопе пражњења. Истовремено, пражњење велике брзине ће створити више топлоте унутар батерије, што ће убрзати старење батерије. Под електронским микроскопом се примећује да је СЕИ филм на површини електроде батерије са високом брзином пражњења дебљи од филма са ниским пражњењем.
3 Утицај дубине пражњења на СОХ батерије
Дубина пуњења и пражњења батерије утиче на здравље и старење батерије. Верује се да је батерија акумулирала укупну енергију преноса, а анализа пропадања капацитета и старења батерије се врши на основу укупне енергије преноса. Гао Феи и др. анализирао однос између акумулативне енергије преноса батерије и пропадања капацитета батерије кроз циклусне тестове различитих дубина пражњења литијумских батерија и закључио да пре него што капацитет батерије падне на 85%, акумулирана енергија преноса батерије је у дубоком пуњењу и дубоком пражњењу и смањењу капацитета батерије. Два начина плитког пуњења и плитког пражњења су у основи иста. Када капацитет батерије падне на 85%~75%, акумулирана енергија преноса и енергетска ефикасност батерије су бољи од режима плитког пуњења и плитког пражњења.
4 Утицај интервала циклуса на СОХ батерије
Интервал циклуса пуњења и пражњења батерије такође утиче на процес старења батерије. Унутрашњи отпор батерије за пуњење-пражњење је различит за различите интервале циклуса. Због тога се топлота батерије и реакција током циклуса мало разликују, што ће дугорочно утицати на здравље и старење батерије. Стога, неки стручњаци сугеришу да је опсег СОЦ батерије 20%~80%, што је корисно за здравље батерије и животни век.
5 Утицај граничног напона пуњења-пражњења на СОХ батерије
Прекомерно пуњење и прекомерно пражњење батерије ће утицати на здравље батерије, а неодговарајуће горње и доње границе напона ће утицати на батерију. Што је нижи гранични напон пражњења, већи је унутрашњи отпор батерије, што доводи до унутрашњег загревања батерије, појачаних споредних реакција, смањења активних материјала батерије и колапса негативног графитног лима, убрзаног старења и смањења капацитета батерије. батерија. Прекомерни напон прекида пуњења узрокује повећање унутрашњег отпора батерије, повећава се унутрашња топлота батерије, а прекомерно пуњење изазива феномен „преципитације литијума“ негативне електроде и одговарајуће повећање споредних реакција, што утиче на капацитет и старење батерије.
Укратко, радна температура, брзина пуњења-пражњења, дубина пражњења, интервал циклуса и напон прекида пуњења-пражњења батерије ће имати утицај на здравље и живот батерије. Тренутно је истраживање фактора утицаја на здравствено стање батерије у фази квалитативног истраживања. Квантитативна анализа ових фактора утицаја на старење батерија и веза између ових фактора представљају потешкоће у истраживању и жариште истраживања здравља и живота батерија у будућности.
