배터리 에너지 저장 시스템을 위한 후기 리튬이온 셀의 적합성

전 세계적으로 설치된 배터리 에너지 저장 시스템(BESS)의 용량이 최근 몇 년 동안 꾸준히 증가했습니다. 리튬이온 셀은 감소하는 비용, 증가하는 사이클 수명, 높은 효율성 덕분에 BESS의 주요 기술로 자리 잡았습니다. 그러나 셀은 여러 내부 노화 메커니즘으로 인해 열화될 수 있으며, 이로 인해 BESS의 수명 동안 용량, 효율성 및 사용 가능한 정격 전력 범위가 감소합니다. 생애 마지막 단계에 접어든 셀은 종종 비선형 노화라고 불리는 열화 속도의 급격한 증가를 보입니다. 본 연구는 이러한 "후기" 리튬이온 셀이 전형적인 BESS 응용에서 어떻게 작동하는지를 조사합니다. 우리는 감소한 용량, 효율성 및 정격 전력 범위가 자가 소비 증가(SCI)를 위한 가정용 저장 시스템과 에너지 차익 거래(EA)를 위한 대규모 저장 시스템의 수익성에 어떻게 영향을 미치는지를 보여줍니다. 리튬 도금으로 인한 비선형 노화를 고려한 물리화학적 노화 모델이 개발되고 실험적인 셀 노화 연구를 기반으로 매개변수가 설정됩니다. 노화 연구와 모델은 비선형 노화 단계에 들어간 셀이 적응된 작동 조건, 즉 감소된 충전 속도와 작동 전압 창을 통해 상당히 감소된 열화 속도로 전환될 수 있음을 보여줍니다. 사례 연구에서는 배터리 셀이 SCI 응용 프로그램에 비해 EA 응용 프로그램에 사용될 때 비선형 노화 단계에 훨씬 더 일찍 들어간다는 점을 강조합니다. 그러나 80% 건강 상태 이하의 작동 조건으로 적응함으로써 EA 응용 프로그램에서 조사된 10년 기간 동안 얻을 수 있는 순 현재 가치는 39.8% 증가하고 수명은 크게 연장됩니다.