Оценка состояния здоровья (SOH)
SOH батареи также можно выразить как срок ее службы. Срок службы батареи можно разделить на два типа в зависимости от различных условий использования: срок хранения и срок службы.
Срок хранения представляет собой явления старения и результаты использования батареи во время хранения. Во время хранения емкость аккумулятора необратимо уменьшается, а скорость саморазряда-значительно варьируется в зависимости от условий хранения. Следовательно, ускорение или замедление скорости старения батареи зависит от условий хранения. Температура хранения является основным фактором, влияющим на срок службы аккумулятора и саморазряд-. По сравнению с комнатной температурой, более высокие температуры хранения аккумуляторов повышают вероятность побочных реакций (таких как коррозия), а потеря катионов металлов становится более серьезной; в то время как при низких температурах диффузия веществ и электрохимические реакции уменьшаются, что снижает скорость старения аккумулятора. Еще одним фактором, влияющим на срок службы батареи, является значение SOC во время хранения батареи (здесь SOC определяется как соотношение ионов на электродах). При одинаковой температуре хранения, но с разными SOC аккумуляторов путь старения аккумуляторов различается. При высоких значениях SOC на границе раздела электрод/электролит существует большой дисбаланс зарядов, который способствует электрохимическим реакциям.
Срок службы представляет собой влияние использования батареи (зарядки и разрядки) на батарею. Старение аккумулятора происходит постоянно как во время зарядки, так и во время разрядки. Температура и ток во время использования батареи напрямую влияют на срок службы батареи. Кроме того, факторы, влияющие на срок службы батареи, также влияют на срок службы, поскольку соответствующие реакции происходят независимо от того, используется ли батарея или находится в состоянии покоя. Использование батареи — экзотермический процесс; повышенная температура ускоряет эти реакции, тем самым ускоряя старение батареи. Помимо этих переменных, параметры, связанные со сроком службы, являются функциями уровня заряда аккумулятора. Количество заряда, теряемого за один разряд (изменение состояния заряда), является решающим фактором, оказывающим значительное влияние на старение аккумулятора. Это явление в первую очередь связано с деградацией положительного электрода и образованием пленки SEI во время зарядки и разрядки большим током.
1. Определение степени повреждения (SOH) аккумуляторов
Различные определения SOH могут быть получены с разных точек зрения. В настоящее время обычно используемые определения в исследованиях аккумуляторов включают определение внутреннего сопротивления, определение глубины разряда и определение остаточного заряда.
(1) Метод определения внутреннего сопротивления
Состояние аккумулятора ухудшается по мере постепенного увеличения его внутреннего сопротивления. Состояние аккумулятора (SOH) можно определить на основе этого соотношения:
В формуле RNEW представляет внутреннее сопротивление батареи на момент изготовления; REOL представляет собой внутреннее сопротивление в конце срока службы батареи; а R представляет внутреннее сопротивление батареи в ее текущем состоянии.
Ключом к этому определению является получение точного значения внутреннего сопротивления батареи. Его преимуществом являются относительно точные результаты измерений, но недостатком является то, что он не учитывает номинальную емкость аккумулятора, на которую существенно влияет состояние аккумулятора (SOH).
(2) Определение глубины разряда (SOH)
Глубина разряда (SOH) аккумулятора представляет собой отношение емкости, разряжаемой аккумулятором, к его собственной емкости. Это соотношение обратно пропорционально количеству раз, которое можно перезарядить аккумулятор; то есть чем больше глубина разряда, тем меньшее количество раз его можно перезаряжать. Следовательно, SOH можно определить с точки зрения глубины разряда как: процент оставшегося количества перезарядок к максимальному количеству перезарядок на заданной глубине разряда.
(3) Определение оставшейся мощности
Состояние заряда (SOH) определяется с точки зрения оставшейся емкости аккумулятора. После определенного периода использования оставшуюся емкость аккумулятора можно непосредственно измерить. Поэтому пусть Cnew будет максимальной емкостью батареи, когда она не используется, а Cnorm будет максимальной полезной емкостью батареи. Тогда SOH можно определить как...
