تقدير الحالة الصحية (SOH).
يمكن أيضًا التعبير عن SOH للبطارية كعمرها. يمكن تقسيم عمر البطارية إلى نوعين بناءً على ظروف الاستخدام المختلفة: عمر التخزين وعمر الدورة.
يمثل عمر التخزين ظاهرة الشيخوخة ونتائج البطارية أثناء التخزين. أثناء التخزين، تنخفض سعة البطارية بشكل لا رجعة فيه، ويختلف معدل التفريغ الذاتي-بشكل كبير وفقًا لبيئة التخزين. لذلك، يعتمد تسارع أو تباطؤ معدل تقادم البطارية على بيئة التخزين. تعد درجة حرارة التخزين عاملاً رئيسيًا يؤثر على عمر التخزين والتفريغ الذاتي-. بالمقارنة مع درجة حرارة الغرفة، فإن ارتفاع درجات حرارة تخزين البطارية يجعل التفاعلات الجانبية (مثل التآكل) أكثر احتمالا، وفقدان الكاتيونات المعدنية أكثر خطورة؛ أما في درجات الحرارة المنخفضة، فيقل انتشار المواد والتفاعلات الكهروكيميائية، مما يقلل من معدل تقادم البطارية. هناك عامل آخر يؤثر على عمر تخزين البطارية وهو قيمة SOC أثناء تخزين البطارية (هنا، يتم تعريف SOC على أنها نسبة الأيونات على الأقطاب الكهربائية). عند نفس درجة حرارة التخزين ولكن مع اختلاف SOCs لتخزين البطارية، يختلف مسار تقادم البطارية. في SOCs العالية، يوجد خلل كبير في الشحن في واجهة القطب الكهربائي / المنحل بالكهرباء، مما يعزز التفاعلات الكهروكيميائية.
تمثل دورة الحياة تأثير استخدام البطارية (الشحن والتفريغ) على البطارية. يحدث تقادم البطارية بشكل مستمر أثناء الشحن والتفريغ. تؤثر درجة الحرارة والتيار أثناء استخدام البطارية بشكل مباشر على عمر الدورة. بالإضافة إلى ذلك، تؤثر العوامل التي تؤثر على عمر تخزين البطارية أيضًا على عمر الدورة، حيث تحدث التفاعلات ذات الصلة بغض النظر عما إذا كانت البطارية قيد الاستخدام أو في حالة راحة. استخدام البطارية هو عملية طاردة للحرارة؛ تؤدي زيادة درجة الحرارة إلى تسريع هذه التفاعلات، وبالتالي تسريع شيخوخة البطارية. إلى جانب هذه المتغيرات، تعد المعلمات المتعلقة بدورة الحياة بمثابة وظائف لحالة شحن البطارية. تعد كمية الشحن المفقودة أثناء عملية تفريغ واحدة (التغير في حالة الشحن) عاملاً حاسمًا له تأثير كبير على عمر البطارية. ترجع هذه الظاهرة في المقام الأول إلى تدهور القطب الموجب وتكوين فيلم SEI أثناء الشحن والتفريغ العالي-.
1. تعريف حالة الضرر (SOH) في البطاريات
يمكن استخلاص تعريفات مختلفة لـ SOH من وجهات نظر مختلفة. حاليًا، تتضمن التعريفات الشائعة الاستخدام في أبحاث البطاريات تعريف المقاومة الداخلية، وتعريف عمق التفريغ، وتعريف الشحنة المتبقية.
(1) طريقة تعريف المقاومة الداخلية
تتدهور الحالة الصحية للبطارية مع زيادة مقاومتها الداخلية تدريجيًا. يمكن تحديد الحالة الصحية للبطارية (SOH) بناءً على هذه العلاقة:
في الصيغة، يمثل RNEW المقاومة الداخلية للبطارية في وقت التصنيع؛ تمثل REOL المقاومة الداخلية في نهاية عمر البطارية؛ ويمثل R المقاومة الداخلية للبطارية في حالتها الحالية.
ومفتاح هذا التعريف هو الحصول على قيمة دقيقة للمقاومة الداخلية للبطارية. ميزته هي نتائج القياس الدقيقة نسبيًا، ولكن عيبه هو أنه لا يأخذ في الاعتبار السعة المقدرة للبطارية، والتي تتأثر بشكل كبير بالحالة الصحية للبطارية (SOH).
(2) تعريف عمق التفريغ (SOH)
يشير عمق التفريغ (SOH) للبطارية إلى نسبة السعة التي تفرغها البطارية إلى سعتها الخاصة. وتتناسب هذه النسبة عكسياً مع عدد المرات التي يمكن فيها إعادة شحن البطارية؛ أي أنه كلما زاد عمق التفريغ، قل عدد المرات التي يمكن إعادة شحنها. لذلك، يمكن تعريف SOH من منظور عمق التفريغ على النحو التالي: النسبة المئوية لعدد عمليات إعادة الشحن المتبقية إلى الحد الأقصى لعدد عمليات إعادة الشحن عند عمق تفريغ معين.
(3) تعريف القدرة المتبقية
يتم تعريف حالة الشحن (SOH) من منظور السعة المتبقية للبطارية. بعد فترة من الاستخدام، يمكن قياس السعة المتبقية للبطارية مباشرة. لذلك، اجعل Cnew هو أقصى سعة للبطارية في حالة عدم استخدامها، وCnorm هو أقصى سعة قابلة للاستخدام للبطارية. ومن ثم يمكن تعريف SOH على أنه ...
