Alterung ist ein unvermeidlicher Prozess, der durch Nebenreaktionen in allen elektrochemischen Geräten, einschließlich Batteriezellen, verursacht wird. Sie kann im Laufe der Zeit zu erheblichen Veränderungen der Kapazität und des Widerstands eines Geräts führen und muss daher sowohl in der Systemauslegungsphase (z. B. Notwendigkeit einer überdimensionierten Anfangskapazität) als auch in der Systembetriebsphase (z. B. Anpassung der maximal zulässigen Zellabgabeleistung) berücksichtigt werden.

Im Gegensatz zu weniger anspruchsvollen Anwendungen in tragbaren Geräten erfordert der wirtschaftliche Einsatz von Lithium-Eisenphosphat-Batterien in stationären Anwendungen ein detailliertes Verständnis und eine Modellierung der Batteriealterung: Eine lang andauernde und anspruchsvolle Anwendung führt sowohl zu einer Verringerung der Leistung als auch der Kapazität des Speichersystems und kann die gesamte Wirtschaftlichkeit durch erhöhte Betriebskosten (OPEX) und insbesondere hohe, durch Alterung bedingte Austauschkosten erheblich beeinträchtigen.

Die Überwachung des Batteriezustands (State of Health, SOH) mittels eines modernen Batteriemanagementsystems (BMS) ist üblich, um die fortschreitende Batteriealterung zu quantifizieren, die sowohl zu Kapazitätsverlust als auch zu einem Anstieg des Innenwiderstands (und damit zu einer sinkenden Spitzenleistung) führt. Die verbleibende Batteriekapazität kann auf ihren Nennwert bezogen werden, der im Neu- bzw. Gebrauchtzustand unter Standardtestbedingungen ermittelt wird. Aufgrund von Transportvorschriften und anwendungsspezifischen Mindestleistungsanforderungen ist ein Grenzwert für den SOH-Austausch definiert. Im Automobilbereich wird häufig ein SOH-Austauschgrenzwert von 0,8 angewendet, für stationäre Anwendungen und insbesondere im Kontext von Zweitnutzungskonzepten wurden jedoch niedrigere Werte vorgeschlagen.

Trotz jahrelanger und intensiver Forschung wissen wir, dass die Lebensdauer von LFP deutlich besser ist als die von LFP. VRLA , aber dennoch das Verständnis und die Modellierung der Lebensdauer von LFP ist ein Gebiet, das weiterhin erforscht wird.

In einer anspruchsvollen Umgebung, wenn der Benutzer die Betriebsanweisungen des Herstellers nicht befolgt oder die Qualität der Batterie und des Batteriemanagementsystems nicht den Anforderungen entspricht, können verschiedene Degradationsmechanismen, einschließlich Elektrolytzersetzung, Passivfilmbildung, Partikelrissbildung und Auflösung des Aktivmaterials, auf Material- und Batteriezellenebene einzeln auftreten, was häufig zu einem erhöhten Widerstand, einer verringerten Kapazitätserhaltung und/oder einem erhöhten Risiko eines unsicheren Batteriezustands führt.

Konventionelle Analyse- und Modellierungsansätze basieren auf umfangreichen Batterietests und leiten empirische Modelle ab, die häufig mit einem Ersatzschaltbildmodell (ECM) zur Bestimmung der Systemleistung kompatibel sind. Mit einem verbesserten Verständnis der zellinternen Verlustmechanismen wurde eine zunehmende Anzahl semi-empirischer und physikalischer Modelle entwickelt und erfolgreich für die Zellmodellierung eingesetzt. In jüngster Zeit haben nicht-empirische physikalisch-chemische Modelle (PCM) zunehmend an Bedeutung gewonnen. Obwohl die Verwendung von PCM-Modellen zur Alterungsprognose einen detaillierteren Einblick in die zellinternen Verlustmechanismen und deren Vermeidung ermöglicht, bleibt die Suche nach einer validen Parametrisierung solcher Modelle und deren Skalierung auf die anwendungsrelevante Ebene eines kompletten Batteriesystems die größte Herausforderung.

Mit den zunehmenden Möglichkeiten der Datenprotokollierung und des Datenmanagements haben datengetriebene Ansätze auf Speichersystemebene in letzter Zeit ebenfalls an Bedeutung gewonnen. Trotz der verbesserten Fähigkeiten dieser neuen Ansätze geht man weiterhin davon aus, dass für Simulationen des Alterungsverhaltens eines vollständigen Speichersystems noch immer die Verwendung von Daten aus anderen Quellen erforderlich ist.