De Gezondheidstoestand van een Batterij (SOH)

Battery Frontline

Volg Battery Frontline voor leuk en interessant wetenschappelijk kennis

De gezondheidstoestand van een batterij (State of Health, SOH) is een belangrijke indicator voor het beoordelen van batterijprestaties en levensduur. Hieronder volgt een gedetailleerde introductie tot SOH vanuit de aspecten definitie, invloedsfactoren, evaluatiemethoden en belangrijkheid:

Definitie

De gezondheidstoestand van een batterij verwijst naar de kwantitatieve beschrijving van de prestaties en ouderdom van de batterij onder bepaalde gebruikomstandigheden, ten opzichte van zijn nieuwste staat. Het weerspiegelt in het algemeen veranderingen in de capaciteit van de batterij, de interne weerstand, de oplading/afgifte-efficiëntie, de cycluskarakteristieken en andere prestatieaspecten. Het wordt meestal uitgedrukt als een percentage, met 100% dat aangeeft dat de batterij nieuw is en een lagere waarde die aangeeft dat de batterij slechtere gezondheid heeft.

Invloedrijke Factoren

Temperatuur: Zowel te hoge als te lage temperaturen kunnen de ouderdom van een batterij versnellen. Hoge temperaturen vergroten de snelheid van chemische reacties binnen de batterij, wat leidt tot snellere afbraak van elektrodematerialen en hogere zelfontladingssnelheden. Lage temperaturen vertragen daarentegen de diffusie van litiumionen, waardoor de interne weerstand van de batterij toeneemt en de opladings-/afgifte-efficiëntie afneemt.

Diepte van Opladen/Aflossen: Frequente diepe oplading/ontlading cycli kunnen zeer schadelijk zijn voor batterijen. Diepe ontladingen verbruiken de elektrodenmaterialen te veel, waardoor de levensduur van de batterij verkort wordt. Overladen kan ervoor zorgen dat de batterij oververhit raakt en kan zelfs leiden tot veiligheidsproblemen. Bijvoorbeeld, het gebruik van een mobiele telefoonbatterij totdat deze bijna leeg is voordat je hem opladt, of vaak de batterij opladen tot 100% en hem daarvoor lange tijd laten, kan beide negatieve effecten hebben op de gezondheidstoestand van de batterij.

Cyclusaantal: Tijdens het opladen/ontladen proces reageren de chemische stoffen binnenin de batterij continu. Naarmate het aantal cycli toeneemt, slijten de elektrodenmaterialen geleidelijk en ouderen ze, en neemt de capaciteit van de batterij geleidelijk af. Verschillende soorten batterijen hebben verschillende cycluslevensduren. Bijvoorbeeld, een typische lithium-ion batterij kan na enkele honderden tot duizend cycli zien dat haar SOH daalt tot ongeveer 80%.

Batterijbeheersysteem (bms): Het BMS is een essentieel apparaat voor het beschermen van de veiligheid van de batterij en het verlengen van de levensduur ervan. Het kan de spanning, stroom, temperatuur en andere parameters van de batterij in real-time bewaken en het oplading-/ontladingproces besturen om overbelasting, onderverschil en oververhitting te voorkomen. Een uitstekend BMS kan effectief de gebruiksoptimalisatie van de batterij verbeteren, het verouderingspercentage vertragen en de gezondheidsstatus van de batterij verbeteren.

Evaluatiemethoden

Capaciteitstestmethode: Door de batterij volledig te laden en te ontladen en het daadwerkelijke aantal elektriciteit dat het vrijlaat te meten, vergeleken met de initiële capaciteit van de batterij, en de capaciteitsretentiegraad te berekenen, kan de gezondheidstoestand van de batterij worden beoordeeld. Deze methode is erg direct, maar kost veel tijd en kan enige slijtage veroorzaken aan de batterij.

Methode voor interne weerstandsmeting: De interne weerstand van een accu neemt toe met ouderdom. Door de AC- of DC-interne weerstand van de accu te meten, kan de gezondheidsstatus ervan indirect worden weerspiegeld. Over het algemeen betekent een toename van de interne weerstand dat de elektrodenmateriaal binnen de accu is verouderd en dat de elektrolyt is uitgedroogd, wat mogelijk leidt tot een afname van de prestaties van de accu. De methode van interne weerstandsmeting heeft de voordelen dat hij snel en niet-schadelijk is, maar professioneel meetapparatuur vereist.

Elektrochemische impedantie spectroscopie (EIS)-methode: Dit is een metingmethode gebaseerd op de elektrochemische kenmerken van de batterij. Door kleine-amplitude AC-signalen van verschillende frequenties toe te passen op de batterij en zijn impedantie respons te meten, kunnen de chemische reactieprocessen en de staat van de elektrodematerialen binnen de batterij worden geanalyseerd. De EIS-methode kan een grote hoeveelheid informatie over de batterij leveren, maar het meet- en analyseproces is complexer en vereist meestal professionele instrumenten en technici.

Belang

Garanderen van Normale Werking van Apparatuur: In verschillende elektronische apparaten, elektrisch aangedreven voertuigen en andere toepassingen kan inzicht in de gezondheidsstatus van de batterij gebruikers helpen om timely bij te houden welke veranderingen er optreden in de prestaties van de batterij, voorafgaand onderhoud of vervanging van de batterij voor te bereiden, en plotselinge uitval van apparatuur of onbruikbaarheid doorwege batterijmislukking te vermijden, zodat de betrouwbaarheid en stabiliteit van de apparatuur wordt gegarandeerd.

Optimaliseren van Gebruiksstrategieën voor Batterijen: Op basis van de gezondheidstoestand van de batterij kunnen oplade-/afstootstrategieën redelijker worden aangepast. Bijvoorbeeld, diepe oplaad-/afstootcyclus kan worden vermeden wanneer de batterij in slechte staat verkeert, of het oplaadcourant kan gepast worden verminderd om het versnellen van oudering van de batterij te vertragen en de levensduur te verlengen.

Ondersteuning voor batterijrecycling en gestapeld gebruik: Voor uitgediende batterijen helpt een nauwkeurige beoordeling van hun gezondheidstoestand bepalen of ze nog steeds op een gestapelde manier kunnen worden gebruikt, zoals in energieopslagsystemen waar lagere prestatie-eisen aan batterijen worden gesteld. Het biedt ook een referentie voor batterijrecyclers om redelijke recyclings- en behandelingplannen te ontwikkelen op basis van de batterijgezondheid, waardoor de recycling- en gebruiksinstanties van bronnen worden verbeterd.

De gezondheidstoestand van een batterij (SOH), als kernindicator voor het meten van batterijprestaties en levensduur, schetst de "gezondheidsontwikkeling" van een batterij in complexe gebruikssituaties. Een diepgaand inzicht en nauwkeurige controle van SOH zal continue impuls geven aan de innovatie van batterijtechnologie, de krachtige ontwikkeling van de nieuwe energie-industrie, en zelfs de bouw van een volledig groene toekomst, verlichtend de weg vooruit.

Een beetje kennis elke dag, tot morgen.

Als u geïnteresseerd bent in meer informatie over andere nieuwe energie-industrieën, aarzel dan niet om contact met ons op te nemen. Wij bieden u professionele hulp en advies.