鋰離子電池健康狀態影響因素

近年來，國內外有很多文獻研究鋰離子電池老化機理和規律，普遍認為鋰離子沉積、SEI膜增厚和活性物質損失等是造成電池老化和容量衰減的重要原因。鋰離子電池的濫用會加速電池老化，電池的正常充放也會影響電池健康狀態，加速電池老化。

1溫度對電池SOH的影響

溫度通常被認為是影響電池健康狀態的重要因素，溫度對電池的性能有雙重影響，一方面高溫會加快電池內部的化學反應速度，提升電池的效率和性能，同時高溫也會加速一些不可逆的化學反應發生，造成電池的活性物質減少，引起電池的老化和容量衰減。有實驗數據表明高溫會加快電池電極的SEI膜上升，鋰離子穿透SEI膜難度新增，等效為電池內阻增大。

2充放電電流倍率對電池SOH的影響

充放電倍率會影響電池的壽命，以三種不同放電倍率對索尼18650電池進行300次循環實驗，其電池容量分別衰減9.5%、13.2%和16.9%，電池內阻分別新增12.4%、18.3%和27.7%，同時高倍率放電會在電池內部出現更多的熱量，加速電池老化，電子顯微鏡下觀察到高倍率電池放電的電極表面SEI膜比低倍率放電的要厚。

3放電深度對電池SOH的影響

電池充放電深度對電池健康和老化有影響，有觀點認為電池有累計的總轉移能量，基于總轉移能量進行電池的容量衰減和老化分析。高飛等通過對鋰離子電池不同放電深度的循環測試，分析電池的累積轉移能量與電池容量衰減之間的關系，得出電池容量衰減到85%之前，電池累計轉移的能量在深充深放與淺充淺放這兩種模式下基本相同，當電池容量衰減到85%~75%時，電池累計轉移的能量和能量效率上深充深放模式都優于淺充淺放的模式。

4循環區間對電池SOH的影響

電池充放電循環區間也會影響電池老化過程，循環區間不同對應的充放電電池內阻不相同，因此循環過程中電池發熱和反應略有不同，長期將影響電池的健康和老化。因此有專家建議電池SOC范圍在20%~80%，這樣有利于電池健康和循環壽命。

5充放電截止電壓對電池SOH的影響

電池的過充和過放都會對電池健康出現影響，不恰當的電壓上限和電壓下限對電池都有影響。放電截止電壓越低，電池內阻越大，造成電池內部發熱，同時引起副反應新增，電池活性物質減少和負極石墨片層出現塌陷，電池加速老化和容量衰減。過高的充電截止電壓引起電池內阻增大，電池內部發熱新增，過度充電引起負極出現析鋰現象以及相應的副反應新增，影響電池的容量和老化。

鋰離子電池健康狀態研究意義

電池SOH研究難度大，進展緩慢，但是SOH研究對電池的使用、維護和評估有很高價值，可為規劃、政策和產業發展供應依據和參考，具有重要的意義

1對電池管理的意義

電池管理系統估算電池荷電狀態和剩余電量與電池的容量有關，若電池管理系統能掌握電池的老化規律和健康狀態，將有助于其做好電池全壽命周期的電池管理。

2對電池使用和維護的意義

SOH研究有利于掌握電池老化影響因素，為電池的使用和維護供應理論指導。對電池的使用和維護而言，了解影響電池老化的因素可減少高低溫以及過充過放等有損電池使用的情況；知悉電池當前的健康狀態，可幫助判斷電池的內在隱患和壽命情況，為電池維護和更換供應參考。

3對電池經濟性評估的意義

SOH的準確評價對電池的經濟性評估有重要意義，鋰離子電池的應用場景、使用方式和維護手段不同造成電池的壽命差異，使電池的使用成本、經濟效益等經濟性評估有差別。通過SOH研究建立電池的老化模型，為分析電池的經濟性供應數據支撐，將為公司投資決策、政府政策制定和產業發展規劃供應有效輔助。