Стан здоров'я батареї (SOH)

Battery Frontline

Слідкуйте за Battery Frontline для цікавих та корисних знань

Стан здоров'я батареї (State of Health, SOH) є ключовим показником для оцінки продуктивності та терміну служби батареї. Наведено детальне введення до SOH з урахуванням визначення, чинників впливу, методів оцінки та їхньої важливості:

Визначення

Стан здоров'я акумулятора відноситься до кількісного опису продуктивності та ступеня старіння акумулятора при певних умовах експлуатації, у порівнянні з його новим станом. Він комплексно відображає зміни ємності акумулятора, внутрішнього опору, ефективності зарядки/розрядки, циклової тривалості та інших аспектів продуктивності. Зазвичай він виражається у відсотках, де 100% вказує на новий акумулятор, а менше значення свідчить про гірший стан здоров'я.

Чинники, що впливають

Температура: Як надто високі, так і низькі температури можуть прискорювати старіння акумулятора. Високі температури збільшують швидкість хімічних реакцій всередині акумулятора, що призводить до більш швидкого зношення матеріалу електродів та більш високої само розрядки. Низькі температури, наприклад, сповільнюють дифузію літій-іонів, збільшуючи внутрішній опір акумулятора та зменшуючи ефективність зарядки/розрядки.

Глибина заряду/розряду: Часті глибокі цикли зарядки/розрядки можуть бути дуже шкідливими для батарей. Глибокі розрядки надмірно вичерпують електродні матеріали, скорочуючи термін їхньої служби. Перезарядка може призвести до перегріву батареї і навіть створити проблеми з безпекою. Наприклад, користування мобільним телефоном до моменту майже повного вичерпання батареї перед зарядкою, або регулярна зарядка батареї до 100% і підтримка цього стану протягом довгого часу, можуть мати негативний вплив на стан здоров'я батареї.

Кількість циклів: Під час процесу зарядки/розрядки хімічні речовини всередині батареї неперервно реагують. Залежно від кількості циклів, електродні матеріали поступово витираються і старіють, а ємність батареї поступово зменшується. Різні типи батарей мають різну кількість циклів життя. Наприклад, типова літогена-іонна батарея може мати спад СРЗ (стан роботи) до близько 80% після декількох сотень до тисячі циклів.

Система управління батареєю (BMS): BMS є необхідним пристроєм для захисту безпеки аккумулятора та продовження терміну його служби. Він може відстежувати напругу, струм, температуру та інші параметри аккумулятора у режимі реального часу та керувати процесом зарядки/разрядки, щоб запобігти перезарядці, переразрядці та перегріванню. Відмінний BMS ефективно оптимізує використання аккумулятора, сповільнює швидкість старіння та покращує стан здоров'я аккумулятора.

Методи оцінки

Метод тестування ємності: Завдяки повному зарядженню та розрядженню аккумулятора та вимірюванню фактичної кількості електрики, яку він вивільняє, порівнюючи її з початковою ємністю аккумулятора та обчислюючи коефіцієнт збереження ємності, можна оцінити стан здоров'я аккумулятора. Цей метод досить пряме, але займає багато часу та може призвести до деякого зносу аккумулятора.

Метод вимірювання внутрішнього опору: Внутрішній опір батареї збільшується з часом її старіння. Вимірюванням внутрішнього опору батареї в режимі ЗЧ або ПЧ можна непрямо визначити її стан. Зазвичай, збільшення внутрішнього опору означає, що електродні матеріали всередині батареї постаріли, а електроліт висхнув, що може призвести до погіршення характеристик батареї. Метод виміру внутрішнього опору має переваги швидкості та неназивного характеру, але вимагає спеціального вимірювального обладнання.

Метод електрохімічної імпедансної спектроскопії (EIS): Це метод вимірювання, який базується на електрохімічних характеристиках батареї. За допомогою застосування сигналів з невеликою амплітудою та різними частотами до батареї і вимірювання її імпедансної відповіді можна проаналізувати хімічні процеси реакції та стан матеріалів електродів всередині батареї. Метод ЕІС може надавати велику кількість інформації про батарею, але процес вимірювання та аналізу є більш складним і зазвичай вимагає спеціальних приладів та фахівців.

Значення

Забезпечення нормальної роботи обладнання: У різних електронних пристроях, електромобілях та інших застосуваннях знання стану здоров'я батареї допомагає користувачам вчасно відстежувати зміни у продуктивності батареї, підготуватися до технічного обслуговування чи заміни батареї, а також уникнути неочікуваного вимикання обладнання або неможливості його використання через поломку батареї, забезпечуючи таким чином надійність та стабільність обладнання.

Оптимізація стратегій використання батареї: На основі стану здоров'я батареї можна раціонально відрегулювати стратегії зарядки/розрядки. Наприклад, коли стан здоров'я батареї поганый, можна уникати глибоких циклів зарядки/розрядки або відповідно зменшити зарядний струм, щоб сповільнити швидкість старіння батареї та продовжити її термін служби.

Підтримка перероблення батарей та їх каскадного використання: Щодо відслужених батарей, точна оцінка їхнього стану здоров'я допомагає визначити, чи можуть вони далі використовуватися у каскадному режимі, наприклад, у системах накопичення енергії, де вимоги до продуктивності батарей є відносно нижчими. Це також надає посилання для компаній, що займаються переробкою батарей, щоб вони могли розробляти раціональні плани переробки та обробки на основі стану здоров'я батареї, покращуючи показники переробки та використання ресурсів.

Стан здоров'я батареї (SOH), як основний індикатор для вимірювання продуктивності та тривалості життя батареї, визначає "траєкторію здоров'я" батареї у складних умовах експлуатації. Глибше розуміння та точна kontrol SOH нададуть неперервний імпульс для інновацій у сфері технологій батарей, динамічного розвитку промисловості нової енергії, а також для створення повної зеленої майбутньої, освітлюючи шлях наперед.

Трохи знань кожен день, бачимось завтра.

Якщо вас цікавить дізнатися більше про інші промисловості нової енергії, будь ласка, не соромтеся звертатися до нас. Ми надамо вам професійну допомогу та поради.