Forschungsfortschritte bei der Analyse und Bewertung des Batteriezustands von ausgedienten Lithium-Ionen-Batterien

CAI Cheng ,  

JIANG Wei ,  

LI Hao ,  

XU Chuan ,  

SHAN Chen-xi ,  

ZHENG Zhi-jun ,  

摘要

Das explosive Wachstum des globalen Marktes für Elektrofahrzeuge macht die Wiederverwertung von ausgedienten Batterien zu einem zentralen Element zur Sicherung der Lieferkette und zur Erreichung der "doppelten Kohlenstoff"-Ziele. Das hierarchische Prinzip "Vorrang der stufenweisen Wiederverwendung, Demontage und Recycling als Absicherung" ist zum Mainstream-Pfad der Behandlung ausgedienter Batterien geworden, da es den Gesamtlebenszykluswert der Batterie maximiert. Die Bewertung des Batteriezustands (SOH) ist die Kernvoraussetzung für die präzise Umsetzung dieses Pfades. SOH, als Schlüsselindikator, der die Erhaltung der Kapazität, den Innenwiderstand und die Zyklusstabilität widerspiegelt, bestimmt unmittelbar den Restwert der ausgedienten Batterien und die Wahl des Recyclingwegs. Dieser Artikel gibt einen systematischen Überblick über fünf gängige Methoden zur Bewertung des Batteriezustands, die die stufenweise Nutzung unterstützen: Der Ladezustand (SOC) ermöglicht eine quantitative, Echtzeitbewertung des internen Batteriezustands und ist eine Schlüsselvoraussetzung für die genaue Leistungsabschätzung. Die Methode der Innenwiderstandsmessung eignet sich als schadenfreie Online-Vorsortierung, adaptive Kalman-Filteralgorithmen verbessern wirksam die Störfestigkeit; Die Kapazitätsabbaumethode als „Goldstandard“ liefert präzise Grundlagen für die Eignungsbestimmung, Kapazitätsanstiegskurven helfen bei der Erkennung von Alterungsmustern; Modellgetriebene Methoden ermöglichen die indirekte SOH-Schätzung durch mathematische Modellierung; datengetriebene Methoden nutzen maschinelles Lernen zur Datenkorrelationsanalyse; zerstörungsfreie Prüftechniken (insbesondere Ultraschallprüfung) gleichen die mechanistischen Verständnislücken elektrotechnischer Methoden aus, indem sie Veränderungen der inneren Struktur erfassen. Studien zeigen, dass die komplementären Vorteile dieser fünf Technologien zusammen ein technisches System zur feinen Sortierung ausgedienter Batterien bilden, das die Effizienz und Dekarbonisierung der stufenweisen Nutzung maßgeblich unterstützt und für die Ressourcenkreislaufführung in der neuen Energiewirtschaft von großer Bedeutung ist.

关键词

Ausgediente Lithium-Ionen-Batterien; stufenweise Nutzung; Batteriezustand; Bewertungstechniken

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