Le vieillissement des batteries lithium-ion en cours d'utilisation comprend deux types : le vieillissement calendaire et le vieillissement cyclique.
Le vieillissement calendaire désigne le phénomène par lequel la capacité d'une batterie diminue lentement avec l'augmentation de la durée de stockage.
Lors du stockage des batteries, le principal facteur de vieillissement est la perte d'ions lithium utilisables (LLI), due à l'épaississement progressif du film SEI sur l'électrode négative. Ce phénomène est principalement influencé par des facteurs tels que l'état de charge (SOC) de la batterie et la température ambiante. En général, plus le SOC et la température de stockage sont élevés, plus le vieillissement calendaire de la batterie est rapide. Des recherches menées à l'Université technique de Munich montrent par ailleurs que le taux de vieillissement calendaire des batteries lithium-ion n'est pas directement proportionnel au SOC. Lorsque le SOC se situe entre 30% et 60%, le taux de vieillissement calendaire est sensiblement le même, tandis qu'au-delà de 60%, il augmente rapidement avec le SOC. Ceci s'explique par le fait que le facteur essentiel influençant la réaction secondaire d'épaississement du film SEI est le potentiel d'équilibre de l'électrode négative. Plus ce potentiel est faible, plus le film SEI se développe rapidement. Il est donc recommandé de maintenir les batteries à l'écart des plages de SOC et de températures ambiantes élevées afin de ralentir leur vieillissement calendaire.
Le vieillissement cyclique fait référence à la perte de capacité irréversible qui se produit dans les batteries lithium-ion au cours des cycles de charge-décharge, principalement influencée par des facteurs tels que le courant de décharge, la tension de coupure de charge/décharge, la plage d'état de charge (SOC) de fonctionnement, la température ambiante et la profondeur de décharge (DOD).
Comprendre le vieillissement des batteries dans diverses conditions de cyclage est essentiel pour optimiser leur utilisation et prolonger leur durée de vie. Des chercheurs de l'Université libre de Bruxelles, en Belgique, ont évalué la dégradation de la capacité des batteries lithium-fer-phosphate sous différentes méthodes de charge. Leurs résultats ont montré que l'application périodique d'impulsions de décharge de faible amplitude pendant la charge contribue à réduire la polarisation de concentration et, par conséquent, à prolonger la durée de vie de la batterie. Cependant, cette étude ne fournit pas d'éléments probants concernant le mécanisme de vieillissement des batteries sous différentes méthodes de charge.
