Hacia una definición del estado de salud de las baterías de litio a través de la espectroscopia de impedancia electroquímica
Autores: Patrizi, Gabriele; Canzanella, Fabio; Ciani, Lorenzo; Catelani, Marcantonio
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Hacia una definición del estado de salud de las baterías de litio a través de la espectroscopia de impedancia electroquímica
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Era
Optimización
Producción
Gestión energética
Baterías de iones de litio
Espectroscopia de Impedancia Electroquímica
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 61
Citaciones: Sin citaciones
En la era de la Industria 4.0, lograr la optimización en la producción y minimizar el impacto ambiental se ha vuelto vital. La gestión energética, especialmente en el contexto de las redes inteligentes, desempeña un papel crucial en garantizar la sostenibilidad y la eficiencia. Las baterías de iones de litio han surgido como una tecnología líder para el almacenamiento de energía debido a su versatilidad y rendimiento. Sin embargo, evaluar con precisión su Estado de Salud (SOH, por sus siglas en inglés) es esencial para mantener la fiabilidad de la red. Aunque la capacidad de descarga y la resistencia interna (IR) son indicadores comúnmente utilizados para el SOH, la impedancia de la batería también ofrece valiosas ideas sobre la degradación por envejecimiento. Este artículo explora el uso de la Espectroscopia de Impedancia Electroquímica (EIS, por sus siglas en inglés) para definir el SOH de las baterías de litio. Al analizar los espectros de impedancia a diferentes frecuencias, se obtiene una comprensión integral de la degradación de la batería. Se realiza un análisis del ciclo de vida en baterías de Li-Mn cilíndricas bajo diversas condiciones de descarga, utilizando medidas de EIS y un Modelo de Circuito Equivalente (ECM, por sus siglas en inglés). Este estudio destaca los efectos diferenciales del envejecimiento en las características de la batería, enfatizando las variaciones en diferentes etapas de vida y los cambios de comportamiento en cada región del espectro de impedancia. Además, demuestra la eficacia de EIS y las ventajas de esta técnica en comparación con las mediciones únicamente de IR utilizadas para rastrear el SOH con el tiempo. Esta investigación contribuye a avanzar en la comprensión de la degradación de las baterías de litio y subraya la importancia de EIS para definir su Estado de Salud para aplicaciones en Redes Inteligentes.
Descripción
En la era de la Industria 4.0, lograr la optimización en la producción y minimizar el impacto ambiental se ha vuelto vital. La gestión energética, especialmente en el contexto de las redes inteligentes, desempeña un papel crucial en garantizar la sostenibilidad y la eficiencia. Las baterías de iones de litio han surgido como una tecnología líder para el almacenamiento de energía debido a su versatilidad y rendimiento. Sin embargo, evaluar con precisión su Estado de Salud (SOH, por sus siglas en inglés) es esencial para mantener la fiabilidad de la red. Aunque la capacidad de descarga y la resistencia interna (IR) son indicadores comúnmente utilizados para el SOH, la impedancia de la batería también ofrece valiosas ideas sobre la degradación por envejecimiento. Este artículo explora el uso de la Espectroscopia de Impedancia Electroquímica (EIS, por sus siglas en inglés) para definir el SOH de las baterías de litio. Al analizar los espectros de impedancia a diferentes frecuencias, se obtiene una comprensión integral de la degradación de la batería. Se realiza un análisis del ciclo de vida en baterías de Li-Mn cilíndricas bajo diversas condiciones de descarga, utilizando medidas de EIS y un Modelo de Circuito Equivalente (ECM, por sus siglas en inglés). Este estudio destaca los efectos diferenciales del envejecimiento en las características de la batería, enfatizando las variaciones en diferentes etapas de vida y los cambios de comportamiento en cada región del espectro de impedancia. Además, demuestra la eficacia de EIS y las ventajas de esta técnica en comparación con las mediciones únicamente de IR utilizadas para rastrear el SOH con el tiempo. Esta investigación contribuye a avanzar en la comprensión de la degradación de las baterías de litio y subraya la importancia de EIS para definir su Estado de Salud para aplicaciones en Redes Inteligentes.