第五章 儲存影響循環老化實驗
5.3 儲存條件影響循環老化之實驗結果探討
存過程中的環境溫度，與電池儲存後循環的老化速度有關，且低溫環境下儲存之電 池循環老化速度較常溫慢。
圖 5.3 NMC 電池儲存天數與循環老化影響
表 5.1 電池初始電容量
電池編號
b2 b3 b4 b5 b8 a1 a3 儲存天數 (day) 0 57 107 165 311 165 311儲存溫度
(K) 298 298 298 298 298 277 277初始電容量
(mAh) 2532.9 2535.9 2558.8 2548.7 2501.2 2519.1 2523.25.3.2 儲存環境與循環條件對電池老化之影響
為了瞭解電池充放電循環過程中的環境溫度對於電池老化的影響為何，因此 本實驗將儲存於室溫環境下 311 天的電池，分別以室溫條件循環以及 5 度低溫環 境下循環，電池編號分別為 b8 及 b7，並每隔 25 個循環取出在室溫下量測電池電 容量，所得之結果如圖 5.4 所示。
從圖 5.4 中之結果可以看出在低溫環境下循環的電池 b7，經過 50 次循環時電 池健康程度已經低於 0.2 ，然而同樣循環 50 次，在室溫環境下循環的電池 b8 以 及 a3，電池健康程度還接近 1，因此由此可以得知電池在低溫環境下執行循環老化
實驗時，電池老化速度明顯比室溫環境下循環快。且從圖 5.5 中可以看出電池在循 環過程中的溫升約為 10 ℃至 15 ℃左右。
圖 5.4 不同儲存溫度及循環溫度對電池之影響。(圖中電池均為儲存 311 天，其中 a3 儲存於 4 度冰箱中循環老化實驗均在室溫環境下執行，而 b7 及 b8 儲存於室溫 下，但 b8 在室溫環境下執行循環老化實驗，而 b7 在 5 度低溫下執行循環老化實 驗)
圖 5.5 電池循環過程中之溫升(此處以 b5 第 80 次循環做代表，圖中之藍色線對應
於左邊電壓坐標軸，橘色線對應於右邊溫度坐標軸)
5.3.3 NCA 材料電池儲存對於循環老化之影響
從 5.3.1 節中可以發現儲存過後的 NMC 電池其循環壽命會降低，然而循環老 化受儲存條件影響的現象，對於其他材料的電池而言是否有如此大的影響?為了驗 正此想法，因此本研究將使用由三星公司所製造的 NCA 電池(電池型號為 INR 18650 -25R，額定電容量為 2500 mAh，充電截止電壓與放電截止電壓分別為 4.2 V 與 2.5 V)進行 5.2 節之實驗流程。但因為電池材料以及電容量不同，無法直接使用 圖 5.2NMC 實驗流程中所用之充放電條件，因此將充放電條件調整為如圖 5.6 所 示。其中為了讓實驗所用之條件有共同標準，因此將預熱實驗以及電容量測試使用 之電流大小，設為規格書上測定電容量之電流大小，且電容量測試所用之充放電條 件為規格書上之電容量測定條件。在循環實驗中所用之電流大小為 1 C 此與 NMC 實驗所用之大小相符。
圖 5.6 NCA 電池循環老化實驗流程
圖 5.7 NCA 電池儲存天數與循環老化壽命之關係
從圖 5.7NCA 材料的電池儲存時間對於循環老化的影響圖中可以看到，當電池 健康程度下降到 80%時，在同一循環次數下，室溫儲存 104 天過後之電池與未儲 存之電池循環壽命相當(SOH 相差 0. 2 %)。然而從圖 5.3 中可以看出 NMC 材料之 電池當電池健康程度下降到 80%時，在同一循環次數下，室溫儲存 107 天與儲存 0 天之電池有較明顯之老化程度(SOH 相差 2%)。所以推測 NCA 電池儲存條件對於 循環老化壽命的影響較小。