钜大LARGE | 点击量：1657次 | 2021年03月29日
锂离子电池健康状态影响因素以及锂离子电池健康状态研究意义
锂离子电池健康状态影响因素
近年来，国内外有很多文献研究锂离子电池老化机理和规律，普遍认为锂离子沉积、SEI膜增厚和活性物质损失等是造成电池老化和容量衰减的重要原因。锂离子电池的滥用会加速电池老化，电池的正常充放也会影响电池健康状态，加速电池老化。
1温度对电池SOH的影响
温度通常被认为是影响电池健康状态的重要因素，温度对电池的性能有双重影响，一方面高温会加快电池内部的化学反应速度，提升电池的效率和性能，同时高温也会加速一些不可逆的化学反应发生，造成电池的活性物质减少，引起电池的老化和容量衰减。有实验数据表明高温会加快电池电极的SEI膜上升，锂离子穿透SEI膜难度新增，等效为电池内阻增大。
2充放电电流倍率对电池SOH的影响
符合Exic IIB T4 Gc防爆标准
充电温度：0~45℃
-放电温度：-40~+55℃
-40℃最大放电倍率：1C
-40℃ 0.5放电容量保持率≥70%
充放电倍率会影响电池的寿命，以三种不同放电倍率对索尼18650电池进行300次循环实验，其电池容量分别衰减9.5%、13.2%和16.9%，电池内阻分别新增12.4%、18.3%和27.7%，同时高倍率放电会在电池内部出现更多的热量，加速电池老化，电子显微镜下观察到高倍率电池放电的电极表面SEI膜比低倍率放电的要厚。
3放电深度对电池SOH的影响
电池充放电深度对电池健康和老化有影响，有观点认为电池有累计的总转移能量，基于总转移能量进行电池的容量衰减和老化分析。高飞等通过对锂离子电池不同放电深度的循环测试，分析电池的累积转移能量与电池容量衰减之间的关系，得出电池容量衰减到85%之前，电池累计转移的能量在深充深放与浅充浅放这两种模式下基本相同，当电池容量衰减到85%~75%时，电池累计转移的能量和能量效率上深充深放模式都优于浅充浅放的模式。
4循环区间对电池SOH的影响
电池充放电循环区间也会影响电池老化过程，循环区间不同对应的充放电电池内阻不相同，因此循环过程中电池发热和反应略有不同，长期将影响电池的健康和老化。因此有专家建议电池SOC范围在20%~80%，这样有利于电池健康和循环寿命。
5充放电截止电压对电池SOH的影响
电池的过充和过放都会对电池健康出现影响，不恰当的电压上限和电压下限对电池都有影响。放电截止电压越低，电池内阻越大，造成电池内部发热，同时引起副反应新增，电池活性物质减少和负极石墨片层出现塌陷，电池加速老化和容量衰减。过高的充电截止电压引起电池内阻增大，电池内部发热新增，过度充电引起负极出现析锂现象以及相应的副反应新增，影响电池的容量和老化。
锂离子电池健康状态研究意义
电池SOH研究难度大，进展缓慢，但是SOH研究对电池的使用、维护和评估有很高价值，可为规划、政策和产业发展供应依据和参考，具有重要的意义
1对电池管理的意义
电池管理系统估算电池荷电状态和剩余电量与电池的容量有关，若电池管理系统能掌握电池的老化规律和健康状态，将有助于其做好电池全寿命周期的电池管理。
2对电池使用和维护的意义
SOH研究有利于掌握电池老化影响因素，为电池的使用和维护供应理论指导。对电池的使用和维护而言，了解影响电池老化的因素可减少高低温以及过充过放等有损电池使用的情况；知悉电池当前的健康状态，可帮助判断电池的内在隐患和寿命情况，为电池维护和更换供应参考。
3对电池经济性评估的意义
SOH的准确评价对电池的经济性评估有重要意义，锂离子电池的应用场景、使用方式和维护手段不同造成电池的寿命差异，使电池的使用成本、经济效益等经济性评估有差别。通过SOH研究建立电池的老化模型，为分析电池的经济性供应数据支撑，将为公司投资决策、政府政策制定和产业发展规划供应有效辅助。
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