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Dissertação

{pt_PT=Diagnostic Tools for Lithium-ion Batteries} {} EVALUATED

Detalhes: {pt=Uma das principais dificuldades associadas à gestão das baterias de veículos elétricos em fim de vida prende-se com o diagnóstico do seu estado de saúde (SOH). Este diagnóstico é fundamental para avaliar o estado da bateria comparativamente ao seu estado inicial, e assim tomar uma decisão quanto à sua possível utilização em aplicações de segunda vida. O objetivo deste trabalho é compreender os fenómenos de degradação de baterias de iões-lítio através da aplicação da técnica de Espetroscopia de Impedância Eletroquímica ao longo de ciclos de carga-descarga, com posterior análise através de um Circuito Elétrico Equivalente. Para determinar o SOH de uma bateria com base na perda de capacidade é necessário aplicar uma carga e uma descarga completas, sendo este processo bastante demorado e pouco prático. Alternativamente, o SOH pode ser calculado com base na resistência interna da célula. Uma célula nova, uma célula já usada num veículo elétrico, duas células novas em paralelo e duas células usadas em paralelo foram testadas ao longo de 50 ciclos de carga-descarga. Através da análise dos espetros de impedância e do Circuito Elétrico Equivalente foi verificado que a resistência interna é o parâmetro que mais contribui para a impedância total da célula e que a variação da resistência interna pode ser usada como indicador da evolução da capacidade. Diferentes métodos para a determinação do SOH com base na impedância e resistência interna são apresentados e testados de forma a procurar uma correlação com os valores de SOH calculados através da capacidade. , en=One of the main difficulties associated with the management of end-of-life electric vehicle batteries is related to the diagnosis of their state of health (SOH). This diagnosis is fundamental to evaluate the battery's state compared to its initial state, and thus making a decision regarding its possible use in second life applications. The goal of this work is to understand the degradation phenomena of lithium-ion batteries by applying the Electrochemical Impedance Spectroscopy technique over charge-discharge cycles, with subsequent analysis through an Electrical Equivalent Circuit. Determining the SOH of a battery based on capacity loss requires applying a full charge and discharge, and this process is quite time consuming and impractical. Alternatively, the SOH can be calculated based on the internal resistance of the cell. A new cell, a cell already used in an electric vehicle, two new cells connected in parallel and two used cells connected in parallel were tested over 50 charge-discharge cycles. Through analysis of the impedance spectra and the Electrical Equivalent Circuit it was found that the internal resistance is the parameter that contributes most to the total impedance of the cell and that the variation of the internal resistance may be used as an indicator of the evolution of the capacity. Different methods for determining SOH based on impedance and internal resistance are presented and tested in order to seek a correlation with the SOH values calculated using capacity. }
Keywords: {pt=Baterias de iões-lítio, State-of-Health, Espetroscopia de Impedância Eletroquímica, Ciclos de carga-descarga, Circuito Elétrico Equivalente, en=Lithium-ion Batteries, State-of-Health, Electrochemical Impedance Spectroscopy, Charge-discharge cycles, Electrical Equivalent Circuit}

Discussão: novembro 29, 2022, 11:0