Alterungstests bieten drei wesentliche Vorteile.
- Der erste Vorteil besteht darin, dass die Infiltration des Elektrolyten verbessert wird, was sich positiv auf die Leistungsstabilität des Lithiumbatteriepakets auswirkt.
- Zweitens können nach der Alterung der Wirkstoffe in den positiven und negativen Elektrodenmaterialien einige Nebenwirkungen wie Gasbildung, Elektrolytzersetzung usw. beschleunigt werden, sodass die elektrochemische Leistung des Lithiumbatteriepacks schnell stabilisiert werden kann.
- Drittens ist es wichtig, die Lithiumbatterien nach einer gewissen Zeit einer regelmäßigen Überprüfung zu unterziehen. Nach der Formierung ist die Spannung der Batteriezelle instabil und ihr gemessener Wert weicht vom tatsächlichen Wert ab. Die Spannung und der Innenwiderstand der alternden Batteriezelle sind stabiler, was für die Überprüfung von Batterien mit hoher Konsistenz praktisch ist.
Lithium-Ionen-Batterien verschleißen wie alle Batterien mit der Zeit und durch den Gebrauch. Diese Verschlechterung kann eine Reihe negativer Auswirkungen haben, wie z. B. verringerte Kapazität, erhöhter Innenwiderstand und verringerte Fähigkeit, hohe Ströme zu liefern. Daher ist es wichtig zu verstehen, wie sich eine bestimmte Batterie im Alter verhält, damit ihre Leistung richtig vorhergesagt und verwaltet werden kann.
Einer der Hauptgründe für die Durchführung eines Alterungstests an einer Lithium-Ionen-Batterie ist die Bestimmung ihrer Kapazitätsverlustrate. Kapazitätsverlust ist die Abnahme der Fähigkeit einer Batterie, Energie im Laufe der Zeit zu speichern und abzugeben. Dies kann durch eine Reihe von Faktoren verursacht werden, wie z. B. die Ansammlung von Defekten in den aktiven Materialien der Batterie, die Bildung einer festen Elektrolytgrenzfläche (SEI) auf der Oberfläche der Elektroden und den Verlust von elektrochemisch aktivem Material durch Prozesse wie Lithiumbeschichtung. Durch Messen der Kapazität einer Batterie in regelmäßigen Abständen während ihrer Lebensdauer ist es möglich, zu bestimmen, wie schnell ihre Kapazität nachlässt und wie viel Kapazität zu einem bestimmten Zeitpunkt verloren geht.
Ein weiterer wichtiger Grund für die Durchführung eines Alterungstests besteht darin, zu verstehen, wie sich eine Batterie unter verschiedenen Betriebsbedingungen verhält. Beispielsweise kann die Kapazitätsabnahmerate einer Batterie je nach Faktoren wie der Temperatur, bei der sie verwendet wird, der Entladetiefe und der Lade- und Entladerate variieren. Durch das Testen einer Batterie unter verschiedenen Bedingungen ist es möglich, die Bedingungen zu identifizieren, die am wahrscheinlichsten zu einer Verschlechterung führen, und Strategien zur Minimierung der Alterungseffekte zu entwickeln.
Neben Kapazitätsverlust und Leistung unter verschiedenen Betriebsbedingungen kann ein Alterungstest auch Informationen über andere Aspekte des Batterieverhaltens liefern. Beispielsweise kann ein Alterungstest verwendet werden, um die Impedanz einer Batterie zu bestimmen, also den Widerstand, den sie dem Fluss von elektrischem Strom entgegensetzt. Dies ist wichtig, da eine Batterie mit hoher Impedanz weniger in der Lage ist, hohe Ströme zu liefern, was bei Anwendungen wie Elektrowerkzeugen und Elektrofahrzeugen ein Problem darstellen kann. Durch die Messung der Impedanz ist es möglich, Batterien zu identifizieren, die unter Hochstrombedingungen wahrscheinlich eine schlechte Leistung erbringen, und Strategien zur Verbesserung ihrer Leistung zu entwickeln.
Ein weiterer Faktor, der durch einen Alterungstest ermittelt werden kann, ist die kalendarische Lebensdauer einer Batterie, also die Zeitspanne, die eine Batterie ohne nennenswerten Kapazitätsverlust gelagert werden kann. Die kalendarische Lebensdauer ist wichtig, da Batterien in vielen Anwendungen vor ihrer Verwendung über einen längeren Zeitraum gelagert werden müssen. Durch das Testen der kalendarischen Lebensdauer einer Batterie lässt sich bestimmen, wie lange sie ohne nennenswerten Kapazitätsverlust gelagert werden kann, und es können Strategien zur Maximierung ihrer Nutzungsdauer entwickelt werden.
Insgesamt ist der Alterungstest ein wichtiges Instrument, um das Verhalten von Lithium-Ionen-Batterien im Laufe der Zeit zu verstehen. Indem er Informationen über Kapazitätsverlust, Leistung unter verschiedenen Betriebsbedingungen, Impedanz, kalendarische Lebensdauer und andere wichtige Eigenschaften liefert, kann der Alterungstest Herstellern und Anwendern helfen, die Batterieleistung zu optimieren und die Lebensdauer ihrer Batterien zu verlängern.