Batteriåldring

Batteriåldring är den gradvisa försämringen av ett uppladdningsbart batteris prestanda över tid. Den vanligaste effekten är att batteriet förlorar lagringskapacitet och får högre inre motstånd, vilket leder till kortare driftstid och sämre kraftsäljning vid givna belastningar. Åldringen inträffar av två huvudsakliga skäl: kalenderåldring, som sker även utan användning, och cykelåldring, som uppstår vid varje laddning och urladdning.

Huvudmekanismerna skiljer sig mellan batterityper. I litiumjonbatterier bidrar bland annat bildandet och tillväxten av SEI-lagret på elektroderna till förlust av litium och ökat inre motstånd samt mekanisk degradering av aktiva material. Detta följs av förlust av kapacitet och sämre kontakt mellan komponenter. Andra mekanismer inkluderar förlust av aktivt material, elektrolytdegraderingar och mikrostrukturella förändringar. I bly-syrabatterier dominerar sulfatering och korrosion av aktiva plattor, vilket också leder till kapacitetsförlust och sämre livslängd.

Faktorer som påverkar åldringen inkluderar temperatur (höga temperaturer accelererar processen), lagringsvillkor såsom resterande laddning (state of charge) och djupurladdning, laddningshastighet (C-rate), samt användningsmönster och cellkvalitet. För olika kemier varierar känsligheten: Li-ion är särskilt känslig för temperatur och SOC, medan bly-syrabatterier är mer beroende av vila och vattensförluster.

Åldring mäts ofta genom kapacitets- och impendansprov, Coulombic efficiency samt övervakning av BMS som registrerar temperatur, spänning och ström. Förlängning av livslängden uppnås bland annat med god termisk styrning, bevarande av ett optimalt SOC-område, undvikande av djupa urladdningar och höga C-laster, samt användning av kvalitetsceller och lämpliga laddningsprofiler. Batteriåldering är i allmänhet irreversibel i stor utsträckning, men förståelse och hantering kan reducera hastigheten och effekterna betydligt.