Ang pagtanda ng mga baterya ng lithium ay isang pangmatagalang proseso ng unti-unti, at ang kalusugan ng baterya ay apektado ng iba't ibang mga kadahilanan tulad ng temperatura, kasalukuyang rate, at cut-off na boltahe. Sa kasalukuyan, ang ilang mga tagumpay ay nagawa sa pagsasaliksik at pagmomodelo ng pagsusuri ng katayuan ng kalusugan ng baterya. Kasama sa kaugnay na pananaliksik ang mekanismo ng pagkasira ng baterya at pagsusuri ng aging factor, pamamahala sa kalusugan ng baterya, pagsubaybay at pagtatantya ng status ng baterya, paghula sa buhay ng baterya, atbp.
Gayunpaman, may kakulangan pa rin ng medyo kumpletong buod at pagsusuri ng estado ng pagtatasa ng kalusugan ng baterya ng lithium. Ang papel na ito ay sistematikong nagpapakilala sa katayuan ng pananaliksik at pag-unlad ng estado ng kalusugan ng baterya mula sa limang aspeto: kahulugan, mga salik na nakakaimpluwensya, modelo ng pagsusuri, mga kahirapan sa pananaliksik at kahalagahan ng pananaliksik ng estado ng kalusugan ng baterya.
1. Kahulugan ng katayuan ng kalusugan ng baterya
Ang baterya SOH ay nagpapakilala sa kakayahan ng kasalukuyang baterya na mag-imbak ng elektrikal na enerhiya na may kaugnayan sa bagong baterya, at kumakatawan sa estado ng baterya mula sa simula ng buhay nito hanggang sa katapusan ng buhay nito sa anyo ng isang porsyento. Mayroong maraming mga tagapagpahiwatig ng pagganap ng mga baterya. Maraming mga kahulugan ng SOH sa loob at labas ng bansa, ngunit may kakulangan ng pagkakaisa sa konsepto. Sa kasalukuyan, ang kahulugan ng SOH ay pangunahing makikita sa ilang mga aspeto tulad ng kapasidad, kuryente, panloob na pagtutol, mga oras ng pag-ikot at peak power.
1 Kahulugan ng Kapasidad SOH
Mayroong karamihan sa mga literatura sa kahulugan ng SOH sa pamamagitan ng pagkabulok ng kapasidad ng baterya, at ang kahulugan ng SOH ay ibinigay bilang mga sumusunod: Sa formula: Ang nakakulong ay ang kasalukuyang kapasidad ng baterya; Ang crated ay ang na-rate na kapasidad ng baterya.
2 Depinisyon ng kuryente SOH
Ang kahulugan ng SOH para sa pagkonsumo ng kuryente ay katulad ng kahulugan ng kapasidad, dahil ang na-rate na kapasidad ng baterya ay may aktwal na epektibong kapasidad at maximum na kapasidad, at ang aktwal na kapasidad ng baterya ay medyo naiiba sa nominal na kapasidad na na-rate, kaya tinukoy ng ilang literatura. SOH mula sa pananaw ng kapasidad ng paglabas ng baterya.
3 Ang panloob na pagtutol ay tumutukoy sa SOH
Ang pagtaas ng panloob na paglaban ng baterya ay isang mahalagang pagpapakita ng pagtanda ng baterya, at ito rin ang dahilan para sa karagdagang pagtanda ng baterya. Maraming mga literatura ang gumagamit ng panloob na pagtutol upang tukuyin ang SOH.
4 Ang bilang ng mga natitirang cycle ay tumutukoy sa SOH
Bilang karagdagan sa paggamit ng mga tagapagpahiwatig ng pagganap ng baterya tulad ng kapasidad at panloob na resistensya upang tukuyin ang SOH, mayroon ding mga literatura na tumutukoy sa SOH ng baterya sa pamamagitan ng bilang ng mga natitirang cycle ng baterya
Ang mga kahulugan ng SOH ng apat na uri ng baterya sa itaas ay medyo karaniwan sa literatura. Ang kahulugan ng kapasidad at kuryente ay lubos na gumagana, ngunit ang kapasidad ay ang panlabas na pagganap ng baterya, habang ang operability ng kahulugan ng panloob na paglaban at natitirang mga oras ay hindi malakas. Ang panloob na pagtutol ay nauugnay sa SOC at temperatura, at hindi ito madaling sukatin. Ang bilang ng mga natitirang cycle at ang kabuuang bilang ng mga cycle ay hindi madaling sukatin. hindi mahuhulaan nang tumpak.
2. Mga salik na nakakaapekto sa katayuan ng kalusugan ng mga baterya ng lithium
Sa mga nagdaang taon, maraming mga lokal at dayuhang literatura ang nag-aral ng mekanismo ng pagtanda at batas ng mga baterya ng lithium. Ito ay karaniwang pinaniniwalaan na ang lithium ion deposition, SEI film thickening at pagkawala ng mga aktibong materyales ay ang mga pangunahing dahilan ng pagtanda ng baterya at pagkabulok ng kapasidad. Ang pag-abuso sa mga baterya ng lithium ay magpapabilis sa pagtanda ng baterya, at ang normal na pag-charge at pagdiskarga ng mga baterya ay makakaapekto rin sa kalusugan ng baterya at mapabilis ang pagtanda ng baterya.
1 Impluwensya ng temperatura sa baterya SOH
Ang temperatura ay karaniwang itinuturing na pangunahing salik na nakakaapekto sa kalusugan ng baterya. Ang temperatura ay may dalawahang epekto sa pagganap ng baterya. Sa isang banda, ang mataas na temperatura ay magpapabilis sa kemikal na reaksyon sa loob ng baterya at magpapahusay sa kahusayan at pagganap ng baterya. Kasabay nito, ang mataas na temperatura ay magpapabilis din ng ilang hindi maibabalik na mga reaksiyong kemikal. Nagaganap ang reaksyon, na nagreresulta sa pagbaba sa aktibong materyal ng baterya, na nagiging sanhi ng pagtanda at pagkabulok ng kapasidad ng baterya. Ipinapakita ng data ng eksperimento na ang mataas na temperatura ay magpapabilis sa paglaki ng SEI film ng electrode ng baterya, at ang kahirapan ng mga lithium ions na tumagos sa SEI film ay tataas, na katumbas ng pagtaas ng panloob na resistensya ng baterya.
2 Impluwensiya ng charge at discharge current rate sa baterya SOH
Ang rate ng pagsingil at paglabas ay makakaapekto sa buhay ng baterya. Ang baterya ng Sony 18650 ay sinubukan para sa 300 na mga cycle sa tatlong magkakaibang mga rate ng paglabas. Kasabay nito, ang mataas na rate ng discharge ay bubuo ng mas maraming init sa loob ng baterya, na magpapabilis sa pagtanda ng baterya. Ito ay naobserbahan sa ilalim ng electron microscope na ang SEI film sa ibabaw ng electrode ng high-rate discharge na baterya ay mas makapal kaysa sa low-rate discharge.
3 Impluwensiya ng lalim ng discharge sa baterya SOH
Ang lalim ng pag-charge at paglabas ng baterya ay may epekto sa kalusugan at pagtanda ng baterya. Ito ay pinaniniwalaan na ang baterya ay naipon ang kabuuang paglipat ng enerhiya, at ang kapasidad ng pagkabulok at pag-iipon ng pagsusuri ng baterya ay isinasagawa batay sa kabuuang paglipat ng enerhiya. Gao Fei et al. sinuri ang kaugnayan sa pagitan ng accumulative transfer energy ng baterya at ng capacity decay ng baterya sa pamamagitan ng cycle tests ng iba't ibang discharge depth ng lithium batteries, at napagpasyahan na bago bumagsak ang kapasidad ng baterya sa 85%, ang accumulative transfer energy ng baterya ay sa malalim na pagsingil at malalim na paglabas at pagkabulok ng kapasidad ng baterya. Ang dalawang mode ng shallow charging at shallow discharging ay karaniwang pareho. Kapag bumaba ang kapasidad ng baterya sa 85%~75%, ang accumulative transfer energy at energy efficiency ng baterya ay mas mahusay kaysa sa shallow charging at shallow discharging mode.
4 Impluwensya ng cycle interval sa baterya SOH
Ang agwat ng ikot ng pag-charge-discharge ng baterya ay makakaapekto rin sa proseso ng pagtanda ng baterya. Ang panloob na resistensya ng charge-discharge na baterya ay iba para sa iba't ibang agwat ng pag-ikot. Samakatuwid, ang init at reaksyon ng baterya sa panahon ng pag-ikot ay bahagyang naiiba, na makakaapekto sa kalusugan at pagtanda ng baterya sa katagalan. Samakatuwid, iminumungkahi ng ilang eksperto na ang hanay ng SOC ng baterya ay 20%~80%, na kapaki-pakinabang sa kalusugan ng baterya at buhay ng cycle.
5 Impluwensiya ng charge-discharge cut-off voltage sa baterya SOH
Ang overcharge at overdischarge ng baterya ay makakaapekto sa kalusugan ng baterya, at ang hindi naaangkop na upper at lower boltahe na limitasyon ay makakaapekto sa baterya. Kung mas mababa ang discharge cut-off boltahe, mas malaki ang panloob na resistensya ng baterya, na nagreresulta sa panloob na pag-init ng baterya, nadagdagan ang mga side reaction, pagbabawas ng mga aktibong materyales sa baterya at pagbagsak ng negatibong graphite sheet, pinabilis na pagtanda at pagkabulok ng kapasidad ng baterya. Ang sobrang charging cut-off na boltahe ay nagiging sanhi ng pagtaas ng panloob na resistensya ng baterya, ang panloob na init ng baterya ay tumataas, at ang sobrang singil ay nagiging sanhi ng "lithium precipitation" phenomenon ng negatibong elektrod at ang kaukulang pagtaas sa mga side reaction, na nakakaapekto sa kapasidad at pagtanda ng baterya.
Sa kabuuan, ang temperatura ng pagpapatakbo, rate ng pag-charge-discharge, lalim ng pag-discharge, agwat ng cycle at cut-off na boltahe ng charge-discharge ng baterya ay lahat ay magkakaroon ng epekto sa kalusugan at buhay ng baterya. Sa kasalukuyan, ang pananaliksik sa mga salik na nakakaimpluwensya sa katayuan ng kalusugan ng baterya ay nasa yugto ng pananaliksik ng husay. Ang dami ng pagsusuri ng mga nakakaimpluwensyang salik na ito sa pag-iipon ng baterya at ang magkadugtong na relasyon sa pagitan ng mga salik na ito ay ang mga kahirapan ng pananaliksik at ang hotspot ng pananaliksik ng kalusugan at buhay ng baterya sa hinaharap.
