Календарный упадок относится к постепенному ухудшению производительности, которое испытывают многие типы батарей, даже когда они не используются. Из-за календарного упадка даже домашняя система хранения энергии, которая использовалась экономно, вероятно, подвергнется серьезному ухудшению к моменту истечения срока гарантии. Некоторые типы батарей, такие как цинк-бромидные батареи, невосприимчивы к этой проблеме.
Все процессы старения, приводящие к деградации элемента батареи без участия циклов заряда-разряда, называются календарным старением . Это существенный фактор во многих областях применения литий-ионных батарей, например, в электромобилях, поскольку время работы значительно короче, чем периоды простоя. В исследованиях циклического старения деградация, вызванная календарным старением, также может быть важным фактором, особенно при низкой глубине циклов и низких скоростях тока.
Календарное старение литий-ионных аккумуляторов исследуется для 16 состояний заряда (SoC) в диапазоне от 0% до 100% при различных температурах. Согласно исследованию, были изучены три различных типа литий-ионных аккумуляторов 18650 с различными катодными материалами.
Исследования показывают, что темпы старения элементов в процессе эксплуатации не увеличиваются постепенно с повышением уровня заряда (SoC) . Вместо этого наблюдаются зоны плато, где снижение емкости происходит одинаково и охватывает интервалы SoC, составляющие более 20-30 процентов от емкости элемента.
Что вызывает снижение емкости в процессе календарного старения?
Согласно исследованиям с использованием дифференциального напряжения , основной причиной снижения емкости является нарушение баланса электродов . Исследование также продемонстрировало значительное влияние графитового электрода на старение в процессе календарного хранения.
Установлено, что более низкие анодные потенциалы являются основной причиной снижения емкости во время хранения, поскольку они усиливают снижение уровня электролита и, следовательно, способствуют образованию твердой электролитной интерфазы.
Читайте также: Что такое коэффициент использования мощности (CF)?
Низкий потенциал анода способствует потере циклируемого лития в режиме высокого уровня заряда, когда графитовый анод литирован более чем на 50%, что, в свою очередь, нарушает баланс электродов. Высокий потенциал ячейки, по-видимому, мало влияет на механизмы старения, такие как растворение переходных металлов или окисление электролита. Избегайте режимов высокого уровня заряда с низким потенциалом анода, если вы хотите максимально продлить срок службы батареи.
