Die Alterung von Lithiumbatterien ist ein langfristiger, allmählicher Prozess, und der Zustand der Batterie wird von verschiedenen Faktoren wie Temperatur, Stromstärke und Abschaltspannung beeinflusst. Gegenwärtig wurden einige Erfolge bei der Erforschung und Modellanalyse des Batteriezustands erzielt. Die zugehörige Forschung umfasst Batteriedegradationsmechanismen und Alterungsfaktoranalysen, Batteriezustandsmanagement, Überwachung und Schätzung des Batteriestatus, Vorhersage der Batterielebensdauer usw.

Es fehlt jedoch immer noch an einer relativ vollständigen Zusammenfassung und Überprüfung der Bewertung des Gesundheitszustands von Lithiumbatterien. Dieser Beitrag führt systematisch in den Forschungsstand und -fortschritt des Batteriegesundheitszustands aus fünf Aspekten ein: Definition, Einflussfaktoren, Bewertungsmodell, Forschungsschwierigkeiten und Forschungsbedeutung des Batteriegesundheitszustands.

1. Definition des Batteriezustands

Der Batterie-SOH charakterisiert die Fähigkeit der aktuellen Batterie, elektrische Energie relativ zur neuen Batterie zu speichern, und repräsentiert den Zustand der Batterie vom Beginn ihrer Lebensdauer bis zum Ende ihrer Lebensdauer in Form eines Prozentsatzes. Es gibt viele Leistungsindikatoren für Batterien. Es gibt viele Definitionen von SOH im In- und Ausland, aber es fehlt an Einheitlichkeit im Konzept. Derzeit spiegelt sich die Definition von SOH hauptsächlich in mehreren Aspekten wie Kapazität, Strom, Innenwiderstand, Zykluszeiten und Spitzenleistung wider.

1 Kapazitätsdefinition SOH

Es gibt die meisten Literaturstellen zur Definition von SOH durch den Abfall der Batteriekapazität, und die Definition von SOH wird wie folgt angegeben:

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In der Formel: Caged ist die aktuelle Kapazität der Batterie; Crated ist die Nennkapazität der Batterie.

2 Elektrizitätsdefinition SOH

Die Definition von SOH für den Stromverbrauch ähnelt der Definition von Kapazität, da die Nennkapazität der Batterie eine tatsächliche effektive Kapazität und eine maximale Kapazität hat und die tatsächliche Kapazität der Batterie etwas von der nominalen Nennkapazität abweicht, so definieren einige Literaturstellen SOH aus Sicht der Batterieentladekapazität.

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In der Formel: Qaged-max ist die maximale Entladekapazität der aktuellen Batterie; Qnew-max ist die maximale Entladekapazität der neuen Batterie.

 

3 Der Innenwiderstand definiert SOH

Die Zunahme des Innenwiderstands der Batterie ist eine wichtige Manifestation der Alterung der Batterie und ist auch der Grund für die weitere Alterung der Batterie. Viele Literaturstellen verwenden den Innenwiderstand, um den SOH zu definieren.

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In der Formel: REOL ist der Innenwiderstand am Ende der Batterielebensdauer; Rc ist der Innenwiderstand der aktuellen Batterie; Rneu ist der Innenwiderstand der neuen Batterie.

4 Die Anzahl der verbleibenden Zyklen definiert SOH

Zusätzlich zur Verwendung von Batterieleistungsindikatoren wie Kapazität und Innenwiderstand zur Definition des SOH gibt es auch Literatur, die den SOH der Batterie durch die Anzahl der verbleibenden Zyklen der Batterie definiert.

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In der Formel: Cntremain ist die Anzahl der verbleibenden Zyklen der Batterie; Cnttota ist die Gesamtzahl der Zyklen der Batterie.

Die SOH-Definitionen der obigen vier Batterietypen sind in der Literatur relativ geläufig. Die Definition von Kapazität und Strom ist sehr brauchbar, aber die Kapazität ist die externe Leistung der Batterie, während die Funktionsfähigkeit der Definition von Innenwiderstand und verbleibenden Zeiten nicht stark ist. Der Innenwiderstand hängt mit SOC und Temperatur zusammen und ist nicht einfach zu messen. Die Anzahl der verbleibenden Zyklen und die Gesamtzahl der Zyklen sind nicht einfach zu messen. kann nicht genau vorhergesagt werden.

2. Faktoren, die den Gesundheitszustand von Lithiumbatterien beeinflussen

In den letzten Jahren haben viele einheimische und ausländische Literatur den Alterungsmechanismus und das Gesetz von Lithiumbatterien untersucht. Es wird allgemein angenommen, dass die Lithiumionenabscheidung, die Verdickung des SEI-Films und der Verlust von aktiven Materialien die Hauptgründe für die Batteriealterung und den Kapazitätsabfall sind. Der Missbrauch von Lithiumbatterien beschleunigt die Batteriealterung, und das normale Laden und Entladen von Batterien wirkt sich auch auf die Batteriegesundheit aus und beschleunigt die Batteriealterung.

1 Einfluss der Temperatur auf den Batterie-SOH

Die Temperatur wird im Allgemeinen als der Hauptfaktor angesehen, der die Gesundheit der Batterie beeinflusst. Die Temperatur hat einen doppelten Einfluss auf die Leistung der Batterie. Einerseits beschleunigen hohe Temperaturen die chemische Reaktion in der Batterie und verbessern die Effizienz und Leistung der Batterie. Gleichzeitig beschleunigen hohe Temperaturen auch einige irreversible chemische Reaktionen. Die Reaktion tritt auf, was zu einer Abnahme des aktiven Materials der Batterie führt, was zu Alterung und Kapazitätsabfall der Batterie führt. Experimentelle Daten zeigen, dass eine hohe Temperatur das Wachstum des SEI-Films der Batterieelektrode beschleunigt und die Schwierigkeit des Eindringens von Lithiumionen in den SEI-Film zunimmt, was einer Erhöhung des i entspricht