El envejecimiento es un proceso inevitable causado por reacciones secundarias presentes en todos los dispositivos electroquímicos, incluidas las celdas de las baterías. Puede dar lugar a cambios significativos de capacidad y resistencia de un dispositivo a lo largo del tiempo y, por lo tanto, debe considerarse en la fase de diseño del sistema (por ejemplo, necesidad de sobredimensionar la capacidad inicial) así como en la fase de operación del sistema (por ejemplo, adaptación máxima potencia de despacho celular permitida).

De hecho, a diferencia de aplicaciones menos exigentes en dispositivos portátiles, un uso rentable de la batería de fosfato de hierro y litio en aplicaciones estacionarias requiere una comprensión detallada y un modelado de la degradación de la batería: una aplicación exigente y duradera provocará una reducción tanto del rendimiento como de la capacidad de la batería. sistema de almacenamiento y puede afectar significativamente el caso de negocio general a través de un mayor costo operativo (OPEX) y un costo de reemplazo particularmente alto inducido por la degradación.

Es común monitorear el estado de salud (SOH) de una batería mediante un BMS avanzado para cuantificar la evolución continua de la degradación de la batería, lo que resulta tanto en una disminución de la capacidad como en un aumento de la resistencia interna (vinculado a la disminución del rendimiento de energía máxima). La capacidad restante de la batería se puede relacionar con su valor nominal obtenido en estado nuevo/usado en condiciones de prueba estándar. Debido a las regulaciones de transporte y los requisitos de energía mínima específicos de la aplicación, se define una tapa de reemplazo del indicador SOH. En automoción, a menudo se aplica un límite de reemplazo de SOH = 0,8, pero para aplicaciones estacionarias y particularmente en el contexto de conceptos de segunda vida se han propuesto valores más bajos.

A pesar de haber sido estudiado durante muchos años con esfuerzo continuo, sabemos que la vida útil de LFP es mucho más superior que VRLA , pero aún así comprender y modelar la vida útil de LFP es un campo de investigación continua.

En un entorno desafiante, si el usuario no sigue las instrucciones de funcionamiento del fabricante, o si la calidad de la batería y del BMS no está a la altura, se pueden producir varios mecanismos de degradación, incluida la descomposición de electrolitos, la formación de películas pasivas, el craqueo de partículas y la degradación activa. La disolución del material se puede abordar individualmente a nivel del material y de la celda de la batería, lo que a menudo conduce a una mayor resistencia, una reducción de la retención de capacidad y/o un mayor riesgo de un estado inseguro de la batería.

Los enfoques de análisis y modelado convencionales se basan en pruebas exhaustivas de baterías y derivan modelos empíricos a menudo compatibles con un enfoque de modelo de circuito equivalente (ECM) para la determinación del rendimiento del sistema. Con una mejor comprensión de los mecanismos de pérdida interna de las células, se ha desarrollado y utilizado con éxito un número cada vez mayor de modelos físicos y semiempíricos para el modelado celular. Recientemente, los modelos físico-químicos (PCM) no empíricos han ganado un interés creciente. A pesar de que el uso de modelos PCM para la predicción del envejecimiento puede permitir brindar una visión más detallada de los mecanismos de pérdida interna de la célula y cómo evitarlos, sigue siendo un gran desafío encontrar una parametrización válida de dichos modelos y escalar los modelos internos de la célula a la aplicación relevante. nivel de un sistema de batería lleno.

Con las crecientes capacidades de registro y gestión de datos, los enfoques basados ​​en datos a nivel del sistema de almacenamiento también han ganado un interés creciente recientemente. A pesar de las capacidades mejoradas de estos enfoques emergentes, todavía se cree que para las simulaciones del comportamiento de envejecimiento de un vehículo completo