容量損失

容量低下または容量フェーディングは、充電式バッテリーの使用時に観察される現象であり、定格電圧でバッテリーが供給できる充電量が使用とともに減少します。^[1]^[2]

2003年には、リチウムイオン電池の500回の充放電サイクル後の容量損失の典型的な範囲は12.4％から24.1％で、サイクルあたりの平均容量損失は0.025～0.048％であることが報告されました。^[3]

ストレス要因

リチウムイオン電池の容量低下は、周囲温度、放電 C レート、充電状態(SOC) など、さまざまなストレス要因によって発生します。

容量損失は温度に大きく依存しており、25℃以下では温度低下とともに劣化速度が速まり、25℃以上では温度上昇とともに劣化速度が速まる。^[4]^[5]

容量損失はCレートに敏感で、Cレートが高いほどサイクルあたりの容量損失が速くなります。リチウムイオン電池の劣化の化学的メカニズムは、低Cレートでの容量損失を支配しますが、高Cレートでは機械的劣化が支配的です。^[6]^[7]

グラファイト/LiCoO2 バッテリーの容量低下は、平均 SOC だけでなく、サイクル動作中の SOC の変化 (ΔSOC) によっても影響を受けることが報告されています。最初の 500 相当サイクルでは、ΔSOC と比較して平均 SOC がセルの容量低下に大きな影響を与えることがわかりました。ただし、テストの終わり (600 ~ 800 相当サイクル) に向かって、ΔSOC がセルの容量損失率に影響を与える主な要因になります。^[8]

参照

参考文献

^ Xia, Y. (1997). 「4 V Li/LiMn ₂ O ₄セルのサイクリングによる容量低下」. Journal of the Electrochemical Society . 144 (8): 2593–2600. Bibcode :1997JElS..144.2593X. doi :10.1149/1.1837870.
^ Amatucci, G. (1996). 「LiCoO2ベースの非水系充電式電池におけるコバルトの溶解」. Solid State Ionics . 83 (1–2): 167–173. doi :10.1016/0167-2738(95)00231-6.
^ Spotnitz, R. (2003). 「リチウムイオン電池の容量低下のシミュレーション」Journal of Power Sources . 113 (1): 72–80. Bibcode :2003JPS...113...72S. doi :10.1016/S0378-7753(02)00490-1.
^ Waldmann, Thomas (2014 年 9 月). 「リチウムイオン電池の温度依存劣化メカニズム - 事後調査」. Journal of Power Sources . 262 : 129–135. Bibcode :2014JPS...262..129W. doi :10.1016/j.jpowsour.2014.03.112.
^ W. Diao、Y. Xing、S. Saxena、M. Pecht (2018)。「バッテリーの現在の加速温度試験とモデリングの評価」。応用科学。8 ( 10 ) : 1786。doi : 10.3390/app8101786。{{cite journal}}: CS1 maint: 複数の名前: 著者リスト (リンク)
^ C. Snyder (2016). 「リチウムイオン電池の充電/放電率の容量低下への影響」Bibcode :2016PhDT.......260S. {{cite journal}}:ジャーナルを引用するには|journal=(ヘルプ)が必要です
^ S. Saxena、Y. Xing、D. Kwon、および M. Pecht (2019)。「リチウムイオン電池のCレート負荷の加速劣化モデル」。International Journal of Electrical Power & Energy Systems。107 : 438–445。Bibcode :2019IJEPE.107..438S。doi : 10.1016/j.ijepes.2018.12.016。S2CID 115690338 。{{cite journal}}: CS1 maint: 複数の名前: 著者リスト (リンク)
^ S. Saxena、C. Hendricks、 M . Pecht (2016 年 9 月)。「異なる充電状態範囲でのグラファイト/LiCoO2 セルのサイクル寿命テストとモデリング」。Journal of Power Sources。327 : 394–400。Bibcode : 2016JPS ...327..394S。doi :10.1016/ j.jpowsour.2016.07.057。{{cite journal}}: CS1 maint: 複数の名前: 著者リスト (リンク)

[1] Xia, Y. (1997). 「4 V Li/LiMn ₂ O ₄セルのサイクリングによる容量低下」. Journal of the Electrochemical Society . 144 (8): 2593–2600. Bibcode :1997JElS..144.2593X. doi :10.1149/1.1837870.

[2] Amatucci, G. (1996). 「LiCoO2ベースの非水系充電式電池におけるコバルトの溶解」. Solid State Ionics . 83 (1–2): 167–173. doi :10.1016/0167-2738(95)00231-6.

[3] Spotnitz, R. (2003). 「リチウムイオン電池の容量低下のシミュレーション」Journal of Power Sources . 113 (1): 72–80. Bibcode :2003JPS...113...72S. doi :10.1016/S0378-7753(02)00490-1.

[4] Waldmann, Thomas (2014 年 9 月). 「リチウムイオン電池の温度依存劣化メカニズム - 事後調査」. Journal of Power Sources . 262 : 129–135. Bibcode :2014JPS...262..129W. doi :10.1016/j.jpowsour.2014.03.112.

[5] ^ W. Diao、Y. Xing、S. Saxena、M. Pecht (2018)。「バッテリーの現在の加速温度試験とモデリングの評価」。応用科学。8 ( 10 ) : 1786。doi : 10.3390/app8101786。{{cite journal}}: CS1 maint: 複数の名前: 著者リスト (リンク)

[6] C. Snyder (2016). 「リチウムイオン電池の充電/放電率の容量低下への影響」Bibcode :2016PhDT.......260S. {{cite journal}}:ジャーナルを引用するには|journal=(ヘルプ)が必要です

[7] ^ S. Saxena、Y. Xing、D. Kwon、および M. Pecht (2019)。「リチウムイオン電池のCレート負荷の加速劣化モデル」。International Journal of Electrical Power & Energy Systems。107 : 438–445。Bibcode :2019IJEPE.107..438S。doi : 10.1016/j.ijepes.2018.12.016。S2CID 115690338 。{{cite journal}}: CS1 maint: 複数の名前: 著者リスト (リンク)

[8] ^ S. Saxena、C. Hendricks、 M . Pecht (2016 年 9 月)。「異なる充電状態範囲でのグラファイト/LiCoO2 セルのサイクル寿命テストとモデリング」。Journal of Power Sources。327 : 394–400。Bibcode : 2016JPS ...327..394S。doi :10.1016/ j.jpowsour.2016.07.057。{{cite journal}}: CS1 maint: 複数の名前: 著者リスト (リンク)