Старение — это неизбежный процесс, вызванный побочными реакциями, присутствующими во всех электрохимических устройствах, включая аккумуляторные элементы. Это может привести к значительным изменениям мощности и сопротивления устройства с течением времени и поэтому должно учитываться на этапе компоновки системы (например, необходимость превышения начальной мощности), а также на этапе эксплуатации системы (например, адаптация максимально допустимая мощность диспетчеризации ячеек).

Фактически, в отличие от менее требовательных приложений в портативных устройствах, выгодное использование литий-железо-фосфатной батареи в стационарных приложениях требует детального понимания и моделирования деградации батареи: длительное и ресурсоемкое применение приведет к снижению как производительности, так и емкости аккумулятора. системы хранения данных и может существенно повлиять на общее экономическое обоснование за счет увеличения эксплуатационных расходов (OPEX) и особенно высокой стоимости замены, вызванной деградацией.

Обычно состояние батареи (SOH) отслеживается с помощью предварительной BMS для количественной оценки продолжающейся деградации батареи, приводящей как к снижению емкости, так и к увеличению внутреннего сопротивления (связанному со снижением пиковой мощности). Оставшаяся емкость аккумулятора может быть связана с его номинальным значением, полученным в новом/использованном состоянии в стандартных условиях испытаний. В соответствии с правилами транспортировки и требованиями к минимальной мощности для конкретного применения предусмотрен индикатор замены крышки SOH. В автомобилестроении часто применяется предел замены SOH = 0,8, но для стационарных применений и особенно в контексте концепций вторичного использования были предложены более низкие значения.

Несмотря на то, что мы изучались в течение многих лет с постоянными усилиями, мы знаем, что срок службы LFP намного превосходит срок службы VRLA , но понимание и моделирование срока службы LFP остается областью постоянных исследований.

В сложных условиях, если пользователь не следует инструкциям по эксплуатации производителя или если качество батареи и BMS не на должном уровне, могут возникнуть различные механизмы деградации, включая разложение электролита, образование пассивной пленки, растрескивание частиц и активное разрушение. Растворение материала может решаться индивидуально на уровне материала и элемента батареи, что часто приводит к увеличению сопротивления, снижению сохранения емкости и/или увеличению риска небезопасного состояния батареи.

Обычные подходы к анализу и моделированию основаны на обширных испытаниях аккумуляторов и построении эмпирических моделей, часто совместимых с подходом модели эквивалентной цепи (ECM) для определения производительности системы. С улучшением понимания механизмов внутренних потерь клеток было разработано и успешно использовано все больше полуэмпирических и физических моделей для клеточного моделирования. В последнее время все больший интерес приобретают неэмпирические физико-химические модели (ФХМ). Несмотря на то, что использование моделей PCM для прогнозирования старения может позволить дать более детальное представление о механизмах внутренних потерь ячейки и о том, как их обойти, остается наиболее сложной задачей найти действительную параметризацию таких моделей и масштабировать внутренние модели ячеек в соответствии с применимыми приложениями. уровень полной аккумуляторной системы.

С ростом возможностей регистрации и управления данными в последнее время все больший интерес приобретают подходы, основанные на данных, на уровне системы хранения. Несмотря на улучшенные возможности этих новых подходов, по-прежнему считается, что для моделирования поведения старения полного