حالت سلامت یک باتری (SOH)

باتری فرانتلاین

با باتری فرانتلاین دنبال شوید تا دانش جالب و جذابی را به دست آورید

سلامت باتری (State of Health، SOH) یک شاخص کلیدی برای ارزیابی عملکرد و طول عمر باتری است. در ادامه معرفی دقیقی از SOH از جنبه‌های تعریف، عوامل موثر، روش‌های ارزیابی و اهمیت آن ارائه می‌شود:

تعریف

حالت سلامتی یک باتری به توصیف کمی عملکرد و درجه شیرینی آن تحت شرایط استفاده خاص نسبت به حالت جدیدش می‌پردازد. این موضوع تغییرات ظرفیت، مقاومت داخلی، کارایی شارژ/بازداری، عمر چرخه و دیگر جنبه‌های عملکردی باتری را به طور جامع انعکاس می‌دهد. معمولاً به صورت درصد بیان می‌شود، که 100٪ نشان‌دهنده یک باتری جدید و مقدار پایین‌تر نشان‌دهنده وضعیت سلامتی بدتر است.

عوامل موثر

دمای: هر دو دماهای بسیار بالا و پایین می‌توانند باعث 加سرعت شیرینی باتری شوند. دماهای بالا سرعت واکنش‌های شیمیایی داخل باتری را افزایش می‌دهد، که منجر به تخریب سریع‌تر مواد الکترود و نرخ خودآزادسازی بیشتر می‌شود. در مقابل، دماهای پایین گسترش یون‌های لیتیوم را کاهش می‌دهد، که مقاومت داخلی باتری را افزایش می‌دهد و کارایی شارژ/بازداری را کاهش می‌دهد.

عمق شارژ/بازداری: چرخه‌های شارژ/بازداری عمیق مکرر می‌توانند برای باتری‌ها خسارات زیادی وارد آورند. بازداری‌های عمیق مواد الکترود را به طور مفرط مصرف می‌کند و از طول عمر باتری کاسته می‌شود. شارژ فراوان می‌تواند باعث گرم شدن بیش از حد باتری شود و حتی ممکن است منجر به مشکلات ایمنی شود. به عنوان مثال، استفاده از باتری تلفن همراه تا زمانی که تقریباً خالی شود پیش از شارژ، یا شارژ مکرر باتری تا ۱۰۰٪ و نگه داشتن آن در این حالت برای دوره‌های طولانی، هر دو می‌توانند اثرات منفی بر روی وضعیت سلامت باتری داشته باشد.

شمارش چرخه: در طی فرآیند شارژ/بازداری، ماده‌های شیمیایی داخل باتری به طور مداوم واکنش نشان می‌دهند. هنگامی که تعداد چرخه‌ها افزایش می‌یابد، مواد الکترود به طور تدریج ماسه می‌خورند و در میایند، و ظرفیت باتری به طور تدریج کاهش می‌یابد. انواع مختلف باتری‌ها طول عمر چرخه‌ای متفاوتی دارند. به عنوان مثال، یک باتری لیتیوم-یون معمولی پس از چند صد تا یک هزار چرخه ممکن است SOH آن به حدود ۸۰٪ کاهش یابد.

سیستم مدیریت باتری (BMS): BMS یک دستگاه ضروری برای حفاظت از امنیت باتری و افزایش طول عمر آن است. می‌تواند ولتاژ، جریان، دمای باتری و پارامترهای دیگر را به صورت زنده نظارت کند و فرآیند شارژ و دیشارژ را کنترل کند تا از بارگذاری بیش از حد، دیشارژ بیش از حد و گرمایش بیش از حد جلوگیری کند. یک BMS عالی می‌تواند به طور مؤثر از استفاده از باتری بهینه‌سازی کند، نرخ قدیمی شدن را کاهش دهد و وضعیت سلامت باتری را بهبود بخشد.

روش‌های ارزیابی

روش آزمایش ظرفیت: با شارژ کامل و دیشارژ باتری و اندازه‌گیری مقدار واقعی برقی که آزاد می‌کند، مقایسه آن با ظرفیت اولیه باتری و محاسبه نرخ نگهداری ظرفیت، می‌توان وضعیت سلامت باتری را ارزیابی کرد. این روش بسیار مستقیم است اما زمان‌بر است و ممکن است به باتری خرج وارد کند.

روش اندازه‌گیری مقاومت داخلی: مقاومت داخلی باتری با قدم گرفتن سن افزایش می‌یابد. با اندازه‌گیری مقاومت داخلی AC یا DC باتری، وضعیت سلامت آن به طور غیرمستقیم نشان داده می‌شود. به طور کلی، افزایش مقاومت داخلی نشان می‌دهد که مواد الکترود درون باتری قدیم شده و الکترولیت خشک شده است، که ممکن است منجر به کاهش عملکرد باتری شود. روش اندازه‌گیری مقاومت داخلی دارای مزایای سریع بودن و غیرخربیدنی بودن است، اما نیاز به تجهیزات اندازه‌گیری حرفه‌ای دارد.

روش طیف‌سنجی ایمپدانس الکتروشیمیایی (EIS): این یک روش اندازه‌گیری است که بر اساس ویژگی‌های الکتروشیمیایی باتری است. با اعمال سیگنال‌های متناوب AC با دامنه‌های کوچک در فرکانس‌های مختلف به باتری و اندازه‌گیری پاسخ امپدانس آن، فرآیندهای واکنش شیمیایی و حالت مواد الکترود داخل باتری تحلیل می‌شوند. روش EIS می‌تواند اطلاعات فراوانی درباره باتری ارائه دهد، اما فرآیند اندازه‌گیری و تحلیل پیچیده‌تر است و معمولاً نیاز به ابزارهای حرفه‌ای و فنی‌کاران دارد.

اهمیت

تضمین عملکرد عادی تجهیزات: در وسایل الکترونیک مختلف، خودروهای الکتریکی و کاربردهای دیگر، درک وضعیت سلامت باتری می‌تواند به کاربران کمک کند تا تغییرات عملکرد باتری را به صورت زمانی رد کنند، برای نگهداری یا جایگزینی باتری مقدمه بزنند و از خاموش شدن ناگهانی تجهیزات یا ناتوانی در استفاده به دلیل خرابی باتری جلوگیری کنند و قابلیت اعتماد و ثبات تجهیزات را تضمین کنند.

بهینه‌سازی استراتژی‌های استفاده از باتری: بر اساس حالت سلامت باتری، استراتژی‌های شارژ/دشارژ قابل تنظیم منطقی هستند. به عنوان مثال، چرخه‌های شارژ/دشارژ عمیق می‌توانند زمانی که وضعیت سلامت باتری ضعیف است اجتناب شوند، یا جریان شارژ به طور مناسب کاهش یابد تا نرخ پیر شدن باتری را کاهش داده و عمر کاربرد آن را افزایش دهد.

پشتیبانی از بازیافت باتری و استفاده پیش‌رو: برای باتری‌های بازنشسته، ارزیابی دقیق حالت سلامت آنها کمک می‌کند تا تعیین شود آیا هنوز می‌توانند به صورت پیش‌رو استفاده شوند یا خیر، مانند در سیستم‌های ذخیره‌سازی انرژی که نیازهای عملکردی باتری نسبتاً کمتر است. همچنین این موضوع برای شرکت‌های بازیافت باتری، مرجعی برای توسعه طرح‌های بازیافت و تراکم‌دهی منطقی بر اساس حالت سلامت باتری فراهم می‌کند، که منجر به بهبود بازیافت و میزان استفاده از منابع می‌شود.

حالت سلامتی یک باتری (SOH)، به عنوان شاخص اصلی برای اندازه‌گیری عملکرد و طول عمر باتری، مسیر "jectory سلامت" یک باتری را در محیط‌های استفاده پیچیده نقشه‌برداری می‌کند. درک عمیق و کنترل دقیق SOH توانستگی پیوسته‌ای به نوآوری در فناوری باتری، توسعه قوی صنایع انرژی جدید و حتی ساختن آینده‌ای سبز کامل اضافه خواهد کرد و راه امامت را روشن خواهد کرد.

دانش کمی هر روز، تا فردا دیدار.

اگر علاقه‌مند به یادگیری بیشتر درباره صنایع انرژی جدید دیگر هستید، لطفاً حتماً با ما تماس بگیرید. ما به شما کمک و مشورت حرفه‌ای ارائه خواهیم داد.