Araştırma Makalesi
BibTex RIS Kaynak Göster

Lityum-iyon Pil Bozulma Testlerinin Hızlandırılması İçin Yeni Bir Yaklaşım

Yıl 2025, Cilt: 15 Sayı: 2, 39 - 50, 30.05.2025

Cansu İçöz , Mehmet Aksoy , Çiğdem Ezgi Arer

Öz

Lityum-iyon piller için standart komponent ömür testleri uzun süreli olmakla birlikte, pillerin yaşlanmayla bozulma performansını anlayabilmek için gereklidir. Degradasyon testleri, bir güvenilirlik test çeşidi olup, ürünün kalitesinin, yapısının veya performansının zamanla azalması veya bozulması anlamına gelmektedir. Bu çalışmada batarya ömür testlerini hızlandırmak için degradasyon testinin nasıl kullanılabileceğine dair bir yaklaşım önerilmektedir. Hasarsız degradasyon testinde örnekler, pek çok güvenilirlik test türlerinden farklı olarak, tamamen arızalanana kadar test edilmediği için, bu yaklaşım doğal olarak testlerin daha hızlı tamamlanma avantajını sunar. Ancak, bu yöntemi kullanırken dikkate alınması gereken kritik bir nokta, testin durdurulması gereken uygun aşamanın belirlenmesidir. Test süresi, modelin, testin orijinal süresini tamamladığında elde edilecek sonuçlar ile uyumlu ve doğru sonuçlar tahmin etmesini sağlayabilmelidir. Bu çalışma, pil ömür test sürelerinin farklı oranlarda kısaltılması koşullarındaki model tahminleri ile klasik ömür testi sonuçları arasındaki doğruluk oranını incelemektedir. Çalışma sonucunda, %30'luk bir kısaltmanın, klasik ömür testi ile istatistiksel olarak benzer sonuçlar verdiğini göstermektedir

Anahtar Kelimeler

Pil Bozulması Bozulma Analizi (DEG) Yaşam Döngüsü Testleri Lityum-iyon Piller Test Süresi Azaltma Weibull Analizi (WEI)

Kaynakça

  • [1] K. C. Sezer ve G. Basmacı, "Şarj edilebilir pillere genel bakış", Mühendislik Bilimleri ve Tasarım Dergisi, cilt 10, no. 1, ss. 297–309, 2022.
  • [2] J. Baker, "New technology and possible advances in energy storage," Energy Policy, cilt 36, no. 12, ss. 4368–4373, 2008.
  • [3] L. Zheng, S. Zhang, H. Huang, R. Liu, M. Cai, Y. Bian, ... ve H. Du, "Artificial intelligence-driven rechargeable batteries in multiple fields of development and application towards energy storage," Journal of Energy Storage, cilt 73, 108926, 2023.
  • [4] H. Cho, J. Kim, M. Kim, H. An, K. Min, ve K. Park, "A review of problems and solutions in Ni-rich cathode-based Li- ion batteries from two research aspects: Experimental studies and computational insights," Journal of Power Sources, cilt 597, 234132, 2024.
  • [5] N. Sharmili, R. Nagi, ve P. Wang, "A review of research in the Li-ion battery production and reverse supply chains," Journal of Energy Storage, cilt 68, 107622, 2023.
  • [6] K. P. Lijesh ve M. M. Khonsari, "A thermodynamic approach for characterizing the degradation of Li-ion batteries," Journal of Energy Storage, cilt 82, 110565, 2024.
  • [7] R. Jilte, A. Afzal, S. A. Khan, M. Asif, E. P. Venkatesan, ve A. Munimathan, "Cooling performance of a Li-ion cylindrical battery pack with liquid circulating pipes embedded in phase change material," Journal of Energy Storage, cilt 87, 111335, 2024.
  • [8] Y. Li, X. Gao, H. Wang, G. J. Offer, S. Yang, Z. Zhao, ve M. Ouyang, "Direct venting during fast charging of lithium-ion batteries," Journal of Power Sources, cilt 592, 233926, 2024.
  • [9] W. Vermeer, G. R. C. Mouli, ve P. Bauer, "A comprehensive review on the characteristics and modeling of lithium-ion battery aging," IEEE Transactions on Transportation Electrification, cilt 8, no. 2, ss. 2205–2232, 2021.
  • [10] C. Kupper, B. Weißhar, S. Rißmann, ve W. G. Bessler, "End-of-life prediction of a lithium-ion battery cell based on mechanistic aging models of the graphite electrode," Journal of The Electrochemical Society, cilt 165, no. 14, ss. A3468–A3480, 2018.
  • [11] M. S. D. Darma, M. Lang, K. Kleiner, L. Mereacre, V. Liebau, F. Fauth, ... ve H. Ehrenberg, "The influence of cycling temperature and cycling rate on the phase specific degradation of a positive electrode in lithium ion batteries: A post mortem analysis," Journal of Power Sources, cilt 327, ss. 714–725, 2016.
  • [12] S. E. Li, B. Wang, H. Peng, ve X. Hu, "An electrochemistry-based impedance model for lithium-ion batteries," Journal of Power Sources, cilt 258, ss. 9–18, 2014.
  • [13] O. Makan, M. Gossen, ve K. P. Birke, "Variation in capacity aging trend of lithium-ion cells regarding sudden death spread," Energy Reports, cilt 11, ss. 2003–2010, 2024.
  • [14] J. M. Reniers, G. Mulder, ve D. A. Howey, "Review and performance comparison of mechanical-chemical degradation models for lithium-ion batteries," Journal of The Electrochemical Society, cilt 166, no. 14, ss. A3189–A3200, 2019.
  • [15] M. Petit, E. Prada, ve V. Sauvant-Moynot, "Development of an empirical aging model for Li-ion batteries and application to assess the impact of Vehicle-to-Grid strategies on battery lifetime," Applied Energy, cilt 172, ss. 398–407, 2016.
  • [16] M. Schimpe, M. E. von Kuepach, M. Naumann, H. C. Hesse, K. Smith, ve A. Jossen, "Comprehensive modeling of temperature-dependent degradation mechanisms in lithium iron phosphate batteries," Journal of The Electrochemical Society,cilt 165, no. 2, ss. A181, 2018.
  • [17] X. Han, M. Ouyang, L. Lu, J. Li, Y. Zheng, and Z. Li, “A comparative study of commercial lithium ion battery cycle life in electrical vehicle: Aging mechanism identification,” J. Power Sources, vol. 251, pp. 38–54, Apr. 2014.
  • [18] Y. Li, W. Guo, D. I. Stroe, H. Zhao, P. K. Kristensen, L. R. Jensen, et al., “Evolution of aging mechanisms and performance degradation of lithium-ion battery from moderate to severe capacity loss scenarios,” Chem. Eng. J., vol. 498, p. 155588, 2024.
  • [19] A. Barré, B. Deguilhem, S. Grolleau, M. Gérard, F. Suard, and D. Riu, "A review on lithium-ion battery ageing mechanisms and estimations for automotive applications," Journal of Power Sources, vol. 241, pp. 680–689, Nov. 2013.
  • [20] Hu, X., Che, Y., Lin, X., & Onori, S. (2020). Battery health prediction using fusion-based feature selection and machine learning. IEEE Transactions on Transportation Electrification, 7(2), 382-398.
  • [21] S. S. Madani, Y. Shabeer, F. Allard, M. Fowler, C. Ziebert, Z. Wang, et al., "A comprehensive review on lithium-ion battery lifetime prediction and aging mechanism analysis," Batteries, vol. 11, no. 4, p. 127, 2025.
  • [22] Y. Wu, H. Zhao, Y. Wang, R. Li, and Y. Zhou, "Research on life cycle SOC estimation method of lithium-ion battery oriented to decoupling temperature," Energy Reports, vol. 8, pp. 4182–4195, 2022.
  • [23] X. Ren, T. Sun, S. Mao, Y. Zheng, X. Han, and M. Ouyang, "Accelerated aging protocols design for Li-ion batteries based on equivalence of the degradation mechanisms," J. Energy Storage, vol. 99, p. 113386, 2024.
  • [24] S. Paarmann et al., "Short-Term Tests, Long-Term Predictions – Accelerating Ageing Characterisation of Lithium-Ion Batteries," Batteries & Supercaps, vol. 7, no. 11, Art. no. e202300594, Nov. 2024.
  • [25] A. Lanubile, P. Bosoni, G. Pozzato, A. Allam, M. Acquarone, and S. Onori, "Domain knowledge-guided machine learning framework for state of health estimation in Lithium-ion batteries," Communications Engineering, vol. 3, no. 1, Art. no. 168, Nov. 2024.
  • [26] K. Fricke, R. Nascimento, M. Corbetta, C. S. Kulkarni, and F. Viana, "Accelerated life testing dataset for lithium-ion batteries with constant and variable loading conditions," Int. J. Progn. Health Manag., vol. 14, no. 2, Dec. 2023, doi: 10.36001/ijphm.2023.v14i2.3587.
  • [27] R. Li, L. Bao, L. Chen, C. Zha, J. Dong, N. Qi, R. Tang, Y. Lu, M. Wang, R. Huang, K. Yan, Y. Su, and F. Wu, "Accelerated aging of lithium-ion batteries: Bridging battery aging analysis and operational lifetime prediction," eTransportation, vol. 17, p. 100194, 2023, doi: 10.1016/j.etran.2023.100194.
  • [28] ReliSoft, Reliability Analysis Software. [Çevrimiçi]. Mevcut: http://www.reliasoft.com. [Erişim: Aralık 05, 2024].
  • [29] Cadex Electronics Inc., “Cadex C8000 Battery Analyzer.” [Online]. Available: https://www.cadex.com/products/c8000. [Accessed: Dec. 5, 2024].
Toplam 29 adet kaynakça vardır.

Ayrıntılar

Birincil Dil Türkçe
Konular Elektrik Enerjisi Depolama, Elektrik Enerjisi Üretimi (Yenilenebilir Kaynaklar Dahil, Fotovoltaikler Hariç)
Bölüm Akademik ve/veya teknolojik bilimsel makale
Yazarlar

Cansu İçöz 0009-0000-5333-2736

Mehmet Aksoy

Çiğdem Ezgi Arer

Yayımlanma Tarihi 30 Mayıs 2025
Gönderilme Tarihi 13 Aralık 2024
Kabul Tarihi 28 Nisan 2025
Yayımlandığı Sayı Yıl 2025 Cilt: 15 Sayı: 2

Kaynak Göster

APA İçöz, C., Aksoy, M., & Arer, Ç. E. (2025). Lityum-iyon Pil Bozulma Testlerinin Hızlandırılması İçin Yeni Bir Yaklaşım. EMO Bilimsel Dergi, 15(2), 39-50.
AMA İçöz C, Aksoy M, Arer ÇE. Lityum-iyon Pil Bozulma Testlerinin Hızlandırılması İçin Yeni Bir Yaklaşım. EMO Bilimsel Dergi. Mayıs 2025;15(2):39-50.
Chicago İçöz, Cansu, Mehmet Aksoy, ve Çiğdem Ezgi Arer. “Lityum-Iyon Pil Bozulma Testlerinin Hızlandırılması İçin Yeni Bir Yaklaşım”. EMO Bilimsel Dergi 15, sy. 2 (Mayıs 2025): 39-50.
EndNote İçöz C, Aksoy M, Arer ÇE (01 Mayıs 2025) Lityum-iyon Pil Bozulma Testlerinin Hızlandırılması İçin Yeni Bir Yaklaşım. EMO Bilimsel Dergi 15 2 39–50.
IEEE C. İçöz, M. Aksoy, ve Ç. E. Arer, “Lityum-iyon Pil Bozulma Testlerinin Hızlandırılması İçin Yeni Bir Yaklaşım”, EMO Bilimsel Dergi, c. 15, sy. 2, ss. 39–50, 2025.
ISNAD İçöz, Cansu vd. “Lityum-Iyon Pil Bozulma Testlerinin Hızlandırılması İçin Yeni Bir Yaklaşım”. EMO Bilimsel Dergi 15/2 (Mayıs 2025), 39-50.
JAMA İçöz C, Aksoy M, Arer ÇE. Lityum-iyon Pil Bozulma Testlerinin Hızlandırılması İçin Yeni Bir Yaklaşım. EMO Bilimsel Dergi. 2025;15:39–50.
MLA İçöz, Cansu vd. “Lityum-Iyon Pil Bozulma Testlerinin Hızlandırılması İçin Yeni Bir Yaklaşım”. EMO Bilimsel Dergi, c. 15, sy. 2, 2025, ss. 39-50.
Vancouver İçöz C, Aksoy M, Arer ÇE. Lityum-iyon Pil Bozulma Testlerinin Hızlandırılması İçin Yeni Bir Yaklaşım. EMO Bilimsel Dergi. 2025;15(2):39-50.
 Kapak Resmi İndir

EMO BİLİMSEL DERGİ
Elektrik, Elektronik, Bilgisayar, Biyomedikal, Kontrol Mühendisliği Bilimsel Hakemli Dergisi
TMMOB ELEKTRİK MÜHENDİSLERİ ODASI 
IHLAMUR SOKAK NO:10 KIZILAY/ANKARA
TEL: +90 (312) 425 32 72 (PBX) - FAKS: +90 (312) 417 38 18
bilimseldergi@emo.org.tr