De veroudering van lithium-ionbatterijen tijdens daadwerkelijk gebruik omvat twee soorten: kalenderveroudering en cyclusveroudering.
Kalenderveroudering verwijst naar het fenomeen waarbij de capaciteit van een batterij langzaam afneemt naarmate de opslagtijd toeneemt.
Tijdens de opslag van een batterij is de belangrijkste verouderingsfactor het verlies van bruikbare lithiumionen (LLI), veroorzaakt door de langzame verdikking van de SEI-film op de negatieve elektrode. Dit wordt voornamelijk beïnvloed door factoren zoals de laadstatus (SOC) van de batterij en de omgevingstemperatuur. Over het algemeen geldt: hoe hoger de SOC en hoe hoger de opslagtemperatuur, hoe sneller de veroudering van de batterij. Onderzoek van de Technische Universiteit van München toont verder aan dat de verouderingssnelheid van lithium-ionbatterijen niet rechtstreeks evenredig is met de SOC. Wanneer de SOC tussen 30% en 60% ligt, is de verouderingssnelheid in principe gelijk, terwijl na een SOC van 60% de verouderingssnelheid snel toeneemt met een stijgende SOC. Dit komt doordat de evenwichtspotentiaal van de negatieve elektrode de essentiële factor is die de nevenreactie van de verdikking van de SEI-film beïnvloedt. Hoe lager de evenwichtspotentiaal van de negatieve elektrode, hoe sneller de SEI-film groeit. Batterijen moeten zoveel mogelijk worden beschermd tegen een hoge SOC en hoge omgevingstemperaturen om hun veroudering te vertragen.
Cyclische veroudering verwijst naar het onomkeerbare capaciteitsverlies dat optreedt in lithium-ionbatterijen tijdens laad-ontlaadcycli. Dit verlies wordt voornamelijk beïnvloed door factoren zoals de ontlaadstroom, de uitschakelspanning bij laden/ontladen, het laadniveau (SOC), de omgevingstemperatuur en de ontladingsdiepte (DOD).
Inzicht in de verouderingseigenschappen van batterijen onder verschillende laad- en ontlaadomstandigheden is cruciaal voor het optimaliseren van het batterijgebruik en het verlengen van hun levensduur. Onderzoekers van de Vrije Universiteit Brussel, België, evalueerden de capaciteitsafname van lithium-ijzerfosfaatbatterijen onder verschillende laadmethoden. Hun resultaten toonden aan dat het periodiek toepassen van ontladingspulsen met een kleine amplitude tijdens het opladen van de batterij de concentratiepolarisatie helpt verminderen en zo de levensduur van de batterij verlengt. Deze studie biedt echter geen effectief bewijs voor het verouderingsmechanisme van batterijen onder verschillende laadmethoden.
