采用电池容量衰减定义SOH的文献最多,给出的SOH定义如下:
式中:Caged为电池当前容量;Crated为电池额定容量。
(2)电量定义SOH
用电量定义SOH与容量定义相似,因为电池的额定容量有实际有效容量和最大容量,电池的实际容量与标称额定容量有些差异,所以有文献从电池放电电量的角度定义SOH:
式中:为当前电池最大放电电量;为新电池最大放电电量。
(3)内阻定义SOH
电池的内阻增大是电池老化的重要表现,也是电池进一步老化的原因,不少文献采用内阻定义SOH:
式中:REOL为电池寿命结束时的内阻;RC为当前电池的内阻;Rnew为新电池的内阻。
(4)剩余循环次数定义SOH
除了采用容量和内阻等电池性能指标定义SOH外,也有文献用电池剩余的循环次数定义电池的SOH:
式中:Cntremain为电池剩余循环次数;Cnttota为电池的总循环次数。
以上4种电池的SOH定义在文献中较为常见。容量和电量定义可操作性强,但容量为电池的外在表现,而内阻和剩余次数定义的可操作性不强,内阻与SOC、温度有关,不易测量,剩余循环次数和总循环次数无法准确预测。
2 锂电池健康状态影响因素
近年来,国内外有很多文献研究锂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主要原因。锂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主要因素,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膜增长,锂离子穿透SEI膜难度增加,等效为电池内阻增大。