EN
Новости
Состояние здоровья батареи (SOH)
Фронт Аккумуляторов
Подписывайтесь на Фронт Аккумуляторов для увлекательных и интересных знаний
Определение
Состояние здоровья аккумулятора относится к количественному описанию производительности и степени старения аккумулятора при определенных условиях использования, по сравнению с его новым состоянием. Оно всесторонне отражает изменения в емкости аккумулятора, внутреннем сопротивлении, эффективности зарядки/разрядки, циклической жизни и других аспектах производительности. Обычно оно выражается в процентах, где 100% указывает на новый аккумулятор, а меньшее значение указывает на худшее состояние здоровья.
Факторы, влияющие на
Температура: И слишком высокие, и слишком низкие температуры могут ускорять старение аккумулятора. Высокие температуры увеличивают скорость химических реакций внутри аккумулятора, что приводит к более быстрому разрушению электродного материала и повышенному саморазряду. Низкие температуры, с другой стороны, замедляют диффузию литиевых ионов, увеличивая внутреннее сопротивление аккумулятора и снижая эффективность зарядки/разрядки.
Глубина заряда/разряда: Частые глубокие циклы заряда/разряда могут серьезно повредить аккумуляторы. Глубокие разряды чрезмерно истощают электродные материалы, сокращая срок службы батареи. Перезарядка может вызвать перегрев аккумулятора и даже привести к проблемам безопасности. Например, использование мобильного телефона до почти полного разряда батареи перед подзарядкой или частое заряжание батареи до 100% и длительное ее удерживание в таком состоянии могут негативно сказаться на состоянии здоровья батареи.
Количество циклов: Во время процесса заряда/разряда химические вещества внутри батареи постоянно взаимодействуют. По мере увеличения числа циклов электродные материалы постепенно изнашиваются и стареют, а емкость батареи снижается. У разных типов батарей разные циклические сроки службы. Например, типичная литий-ионная батарея может потерять примерно 20% от своей начальной емкости после нескольких сотен до тысячи циклов.
Система управления батареей (BMS): BMS — это важное устройство для защиты безопасности аккумулятора и продления срока его службы. Оно может отслеживать напряжение, ток, температуру и другие параметры аккумулятора в реальном времени и контролировать процесс зарядки/разрядки, чтобы предотвратить перезарядку, глубокую разрядку и перегрев. Отличная BMS может эффективно оптимизировать использование аккумулятора, замедлить скорость старения и улучшить его состояние.
Методы оценки
Метод тестирования ёмкости: Полностью заряжая и разряжая батарею, измеряя фактическое количество электроэнергии, которое она выделяет, сравнивая её с начальной ёмкостью батареи и рассчитывая коэффициент сохранения ёмкости, можно оценить состояние батареи. Этот метод довольно прямолинеен, но занимает много времени и может вызвать некоторый износ батареи.
Метод измерения внутреннего сопротивления: Внутреннее сопротивление батареи увеличивается с возрастом. Измеряя внутреннее сопротивление батареи переменным или постоянным током, можно косвенно определить её состояние. Обычно увеличение внутреннего сопротивления означает, что электродные материалы внутри батареи износились, а электролит высох, что может привести к снижению производительности батареи. Метод измерения внутреннего сопротивления имеет преимущества быстроты и неразрушающего характера, но требует профессионального измерительного оборудования.
Метод электрохимической импедансной спектроскопии (EIS): Это метод измерения, основанный на электрохимических характеристиках батареи. Применяя сигналы малой амплитуды переменного тока разных частот к батарее и измеряя её импедансный отклик, можно проанализировать процессы химических реакций и состояние электродных материалов внутри батареи. Метод ЭИС может предоставить обширную информацию о батарее, но процесс измерения и анализа более сложен и обычно требует профессиональных приборов и специалистов.
Значение
Обеспечение нормальной работы оборудования: В различных электронных устройствах, электромобилях и других применениях понимание состояния здоровья батареи помогает пользователям своевременно отслеживать изменения в производительности батареи, заранее готовиться к обслуживанию или замене батареи, избегая внезапного отключения оборудования или невозможности использования из-за неисправности батареи, что обеспечивает надёжность и стабильность оборудования.
Оптимизация стратегий использования батареи: На основе состояния здоровья батареи можно рационально скорректировать стратегии зарядки/разрядки. Например, глубокие циклы зарядки/разрядки можно избегать, когда состояние здоровья батареи плохое, или уменьшить ток зарядки для замедления старения батареи и увеличения её срока службы.
Поддержка переработки и каскадного использования батарей: Для вышедших из эксплуатации батарей точная оценка их состояния помогает определить, могут ли они всё ещё использоваться в каскадном режиме, например, в системах накопления энергии, где требования к производительности батарей относительно ниже. Она также предоставляет информацию компаниям по переработке батарей для разработки рациональных планов переработки и обработки на основе состояния здоровья батареи, повышая эффективность переработки и использования ресурсов.
Состояние здоровья аккумулятора (SOH), как основной показатель для оценки производительности и срока службы батареи, отображает "траекторию здоровья" аккумулятора в сложных условиях использования. Глубокое понимание и точный контроль SOH придаст постоянный импульс инновациям в области технологий аккумуляторов, активному развитию новой энергетической промышленности и даже строительству всей зеленой будущности, освещая путь вперед.
Чуточку знаний каждый день, увидимся завтра.
