Pérdida de capacidad

La pérdida o disminución de capacidad es un fenómeno observado en el uso de baterías recargables donde la cantidad de carga que una batería puede entregar al voltaje nominal disminuye con el uso. ^{[1] [2]}

En 2003, se informó que el rango típico de pérdida de capacidad en baterías de iones de litio después de 500 ciclos de carga y descarga variaba del 12,4% al 24,1%, lo que arroja una pérdida de capacidad promedio por ciclo de 0,025 a 0,048% por ciclo. ^[3]

Factores de estrés

La pérdida de capacidad en las baterías de iones de litio se produce por una multitud de factores de estrés, incluida la temperatura ambiente , la tasa C de descarga y el estado de carga (SOC).

La pérdida de capacidad depende en gran medida de la temperatura: las tasas de envejecimiento aumentan al disminuir la temperatura por debajo de 25 °C, mientras que por encima de 25 °C el envejecimiento se acelera al aumentar la temperatura. ^{[4] [5]}

La pérdida de capacidad es sensible a la tasa C y las tasas C más altas conducen a una pérdida de capacidad más rápida por ciclo. Los mecanismos químicos de degradación en una batería de iones de litio dominan la pérdida de capacidad a tasas bajas de C, mientras que la degradación mecánica domina a tasas altas de C. ^{[6] [7]}

Se informa que la degradación de la capacidad de la batería de grafito/LiCoO2 se ve afectada por el SOC medio, así como por el cambio en el SOC (ΔSOC) durante la operación de ciclo. Para los primeros 500 ciclos completos equivalentes, se encuentra que el SOC medio tiene un efecto importante en la pérdida de capacidad de las células en comparación con el ΔSOC. Sin embargo, hacia el final de la prueba (600~800 ciclos equivalentes), ΔSOC se convierte en el factor principal que afecta la tasa de pérdida de capacidad de las celdas. ^[8]

Ver también

• Efecto de recuperación
• Batería de níquel-hierro , una batería muy resistente a la pérdida de capacidad
• efecto memoria

Referencias

1. Xia, Y. (1997). "Desvanecimiento de capacidad en el ciclo de 4 V Li / LiMn ₂ O ₄ celdas". Revista de la Sociedad Electroquímica . 144 (8): 2593–2600. Código bibliográfico : 1997JElS..144.2593X. doi :10.1149/1.1837870.
2. Amatucci, G. (1996). "Disolución de cobalto en baterías recargables no acuosas a base de LiCoO2". Iónicos de estado sólido . 83 (1–2): 167–173. doi :10.1016/0167-2738(95)00231-6.
3. Spotnitz, R. (2003). "Simulación de pérdida de capacidad en baterías de iones de litio". Revista de fuentes de energía . 113 (1): 72–80. Código Bib : 2003JPS...113...72S. doi :10.1016/S0378-7753(02)00490-1.
4. Waldmann, Thomas (septiembre de 2014). "Mecanismos de envejecimiento dependientes de la temperatura en baterías de iones de litio: un estudio post-mortem". Revista de fuentes de energía . 262 : 129-135. Código Bib : 2014JPS...262..129W. doi :10.1016/j.jpowsour.2014.03.112.
5. W. Diao, Y. Xing, S. Saxena y M. Pecht (2018). "Evaluación de las pruebas de temperatura acelerada actuales y modelado de baterías". Ciencias Aplicadas . 8 (10): 1786. doi : 10.3390/app8101786 .{{cite journal}}: Mantenimiento CS1: varios nombres: lista de autores ( enlace )
6. C. Snyder (2016). "Los efectos de la tasa de carga/descarga en la disminución de la capacidad de las baterías de iones de litio". Código bibliográfico : 2016PhDT.......260S. {{cite journal}}: Citar diario requiere |journal=( ayuda )
7. S. Saxena, Y. Xing, D. Kwon y M. Pecht (2019). "Modelo de degradación acelerada para carga de tasa C de baterías de iones de litio". Revista internacional de energía eléctrica y sistemas de energía . 107 : 438–445. doi :10.1016/j.ijepes.2018.12.016. S2CID  115690338.{{cite journal}}: Mantenimiento CS1: varios nombres: lista de autores ( enlace )
8. S. Saxena, C. Hendricks y M. Pecht (septiembre de 2016). "Pruebas del ciclo de vida y modelado de celdas de grafito / LiCoO2 en diferentes rangos de estado de carga". Revista de fuentes de energía . 327 : 394–400. Código Bib : 2016JPS...327..394S. doi :10.1016/j.jpowsour.2016.07.057.{{cite journal}}: Mantenimiento CS1: varios nombres: lista de autores ( enlace )