哪些鋰電池SOH的影響因素？
來源：寶鄂實業(yè)
2019-08-10 21:18
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溫度通常被認為是影響電池健康狀態(tài)的主要因素，溫度對電池的性能有雙重影響，一方面高溫會加快電池內(nèi)部的化學反應(yīng)速度，提升電池的效率和性能，同時高溫也會加速一些不可逆的化學反應(yīng)發(fā)生，造成電池的活性物質(zhì)減少，引起電池 的老化和容量衰減。有實驗數(shù)據(jù)表明高溫會加快電池電極的SEI膜增長，鋰離子穿透SEI膜難度增加，等效為電池內(nèi)阻增大。
2、充放電電流倍率對電池SOH的影響
電池充放電深度對電池健康和老化有影響，有觀點認為電池有累計的總轉(zhuǎn)移能量，基于總轉(zhuǎn)移能量進行電池的容量衰減和老化分析。高飛等通過對鋰電池不同放電深度的循環(huán)測試，分析電池的累積轉(zhuǎn)移能量與電池容量衰減之間的關(guān)系，得出電池容量衰減到85%之前，電池累計轉(zhuǎn)移的能量在深充深放與淺充淺放這兩種模式下基本相同，當電池容量衰減到85%~75%時，電池累計轉(zhuǎn)移的能量和能量效率上深充深放模式都優(yōu)于淺充淺放的模式。
4、循環(huán)區(qū)間對電池SOH的影響
電池的過充和過放都會對電池健康產(chǎn)生影響，不恰當?shù)碾妷荷舷藓碗妷合孪迣﹄姵囟加杏绊?。放電截止電壓越低，電池?nèi)阻越大，造成電池內(nèi)部發(fā)熱，同時引起副反應(yīng)增加，電池活性物質(zhì)減少和負極石墨片層出現(xiàn)塌陷，電池加速老化和容量衰減。過高的充電截止電壓引起電池內(nèi)阻增大，電池內(nèi)部發(fā) 熱增加，過度充電引起負極產(chǎn)生“析鋰”現(xiàn)象以及相應(yīng)的副反應(yīng)增加，影響電池的容量和老化。
電化學模型從電池的電化學反應(yīng)機理出發(fā)分析電池運行 過程中的健康狀態(tài)變化，考慮電池的老化因素對電池內(nèi)外部狀態(tài)變量(溫度、電流倍率、截止電壓等)的影響。鋰電池電化學模型研究包括基于SEI機理模型、電化學第一原理模型、單因子和多因子綜合電化學模型的復雜電化學模型等。
2、等效電路模型
經(jīng)驗?zāi)Ｐ屯ㄟ^大量實驗數(shù)據(jù)分析、擬合、試湊、經(jīng)驗公式和統(tǒng)計處理來獲取電池性能狀態(tài)的變化，總結(jié)出電池的健康狀態(tài)變化規(guī)律，主要有電池阻抗經(jīng)驗?zāi)Ｐ秃碗姵厝萘抗烙嫿?jīng)驗?zāi)Ｐ汀?/div>
四、鋰電池健康狀態(tài)研究的困難
鋰電池的健康狀態(tài)和壽命研究越來越受重視，然而電池的SOH研究還處于初級狀態(tài)，主要有以下三個原因。
1、研究周期長，實驗條件控制嚴
鋰電池的SOH研究涉及電池內(nèi)部狀態(tài)變量，如電化學模型中電池內(nèi)部溫度、電解液濃度和內(nèi)阻等狀態(tài)，而電池的內(nèi)部狀態(tài)準確監(jiān)控非常困難，還需要對這些狀態(tài)變量進行定量分析，這使得電池的SOH研究需要解決的問題難度大。
3、各種影響因素耦合
電池SOH研究難度大，進展緩慢，但是SOH研究對電池的使用、維護和評估有很高價值，可為規(guī)劃、政策和產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供依據(jù)和參考，具有重要的意義
電池管理系統(tǒng)估算電池荷電狀態(tài)和剩余電量與電池的容量有關(guān)，若電池管理系統(tǒng)能掌握電池的老化規(guī)律和健康狀態(tài)，將有助于其做好電池全壽命周期的電池管理。
2、對電池使用和維護的意義
SOH的準確評價對電池的經(jīng)濟性評估有重要意義，鋰電池的應(yīng)用場景、使用方式和維護手段不同造成電池的壽命差異，使電池的使用成本、經(jīng)濟效益等經(jīng)濟性評估有差別。通過SOH研究建立電池的老化模型，為分析電池的經(jīng)濟性提供數(shù)據(jù)支撐，將為企業(yè)投資決策、政府政策制定和產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃提供有效輔助。
