Odhad zdravotného stavu (SOH).
SOH batérie možno vyjadriť aj ako jej životnosť. Životnosť batérie možno rozdeliť na dva typy na základe rôznych podmienok používania: životnosť pri skladovaní a životnosť cyklu.
Skladovacia životnosť predstavuje javy starnutia a výsledky batérie počas skladovania. Počas skladovania sa kapacita batérie nezvratne znižuje a rýchlosť samo{1}}vybíjania sa značne líši v závislosti od prostredia úložiska. Preto zrýchlenie alebo spomalenie rýchlosti starnutia batérie závisí od prostredia skladovania. Teplota skladovania je hlavným faktorom ovplyvňujúcim životnosť skladovania a samo-vybíjanie. V porovnaní s izbovou teplotou vyššie skladovacie teploty batérie spôsobujú väčšiu pravdepodobnosť vedľajších reakcií (ako je korózia) a strata kovových katiónov je závažnejšia; zatiaľ čo pri nízkych teplotách sa znižuje difúzia látok a elektrochemické reakcie, čím sa znižuje rýchlosť starnutia batérie. Ďalším faktorom ovplyvňujúcim životnosť batérie je hodnota SOC počas skladovania batérie (tu je SOC definovaný ako pomer iónov na elektródach). Pri rovnakej skladovacej teplote, ale rôznych SOC skladovania batérie sa cesta starnutia batérie líši. Pri vysokých SOC existuje veľká nerovnováha náboja na rozhraní elektróda/elektrolyt, čo podporuje elektrochemické reakcie.
Životnosť cyklu predstavuje vplyv používania batérie (nabíjanie a vybíjanie) na batériu. K starnutiu batérie dochádza nepretržite počas nabíjania aj vybíjania. Teplota a prúd počas používania batérie priamo ovplyvňujú životnosť cyklu. Životnosť cyklu navyše ovplyvňujú aj faktory ovplyvňujúce životnosť batérie, pretože súvisiace reakcie sa vyskytujú bez ohľadu na to, či sa batéria používa alebo je v pokoji. Používanie batérie je exotermický proces; zvýšená teplota urýchľuje tieto reakcie a tým urýchľuje starnutie batérie. Okrem týchto premenných sú parametre týkajúce sa životnosti cyklu funkciami stavu nabitia batérie. Množstvo strateného náboja pri jednom vybití (zmena stavu nabitia) je rozhodujúcim faktorom s výrazným vplyvom na starnutie batérie. Tento jav je primárne spôsobený degradáciou kladnej elektródy a tvorbou filmu SEI počas nabíjania a vybíjania vysokým prúdom.
1. Definícia stavu poškodenia (SOH) v batériách
Rôzne definície SOH možno odvodiť z rôznych uhlov pohľadu. V súčasnosti bežne používané definície vo výskume batérií zahŕňajú definíciu vnútorného odporu, definíciu hĺbky vybitia a definíciu zostávajúceho nabitia.
(1) Metóda definície vnútorného odporu
Zdravotný stav batérie sa zhoršuje s postupným zvyšovaním jej vnútorného odporu. Zdravotný stav batérie (SOH) možno definovať na základe tohto vzťahu:
RNEW vo vzorci predstavuje vnútorný odpor batérie v čase výroby; REOL predstavuje vnútorný odpor na konci životnosti batérie; a R predstavuje vnútorný odpor batérie v jej aktuálnom stave.
Kľúčom k tejto definícii je získanie presnej hodnoty vnútorného odporu batérie. Jeho výhodou sú pomerne presné výsledky merania, nevýhodou však je, že nezohľadňuje menovitú kapacitu batérie, ktorá je výrazne ovplyvnená zdravotným stavom batérie (SOH).
(2) Definícia hĺbky vypustenia (SOH)
Hĺbka vybitia (SOH) batérie sa týka pomeru kapacity vybitej batérie k jej vlastnej kapacite. Tento pomer je nepriamo úmerný počtu, koľkokrát je možné batériu dobiť; to znamená, že čím väčšia je hĺbka vybitia, tým menej je možné nabíjať. Preto možno SOH definovať z pohľadu hĺbky vybitia ako: percento zostávajúceho počtu dobití k maximálnemu počtu dobití pri danej hĺbke vybitia.
(3) Definícia zostávajúcej kapacity
Stav nabitia (SOH) je definovaný z pohľadu zostávajúcej kapacity batérie. Po určitom čase používania je možné priamo zmerať zostávajúcu kapacitu batérie. Preto nech Cnew je maximálna kapacita batérie pri nevyužití a Cnorm je maximálna využiteľná kapacita batérie. Potom možno SOH definovať ako...
