Lityum-iyon Pil Bozulma Testlerinin Hızlandırılması İçin Yeni Bir Yaklaşım

Cansu İçöz; Mehmet Aksoy; Çiğdem Ezgi Arer

Lityum-iyon Pil Bozulma Testlerinin Hızlandırılması İçin Yeni Bir Yaklaşım

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

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].

Ayrıntılar

Birincil Dil

Türkçe

Konular

Elektrik Enerjisi Depolama, Elektrik Enerjisi Üretimi (Yenilenebilir Kaynaklar Dahil, Fotovoltaikler Hariç)

Bölüm

Araştırma Makalesi

Yazarlar

Cansu İçöz ^*
0009-0000-5333-2736
Türkiye

Mehmet Aksoy
Türkiye

Çiğdem Ezgi Arer
Türkiye

Yayımlanma Tarihi

30 Mayıs 2025

Gönderilme Tarihi

13 Aralık 2024

Kabul Tarihi

28 Nisan 2025

Yayımlandığı Sayı

Yıl 2025 Cilt: 15 Sayı: 2

IZ

https://izlik.org/JA36YX33GS

Kaynak Göster

RIS / Bibtex

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. https://izlik.org/JA36YX33GS

AMA

1.İçöz C, Aksoy M, Arer ÇE. Lityum-iyon Pil Bozulma Testlerinin Hızlandırılması İçin Yeni Bir Yaklaşım. EMO Bilimsel Dergi. 2025;15(2):39-50. https://izlik.org/JA36YX33GS

Chicago

İçöz, Cansu, Mehmet Aksoy, ve Çiğdem Ezgi Arer. 2025. “Lityum-iyon Pil Bozulma Testlerinin Hızlandırılması İçin Yeni Bir Yaklaşım”. EMO Bilimsel Dergi 15 (2): 39-50. https://izlik.org/JA36YX33GS.

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

[1]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, May. 2025, [çevrimiçi]. Erişim adresi: https://izlik.org/JA36YX33GS

ISNAD

İçöz, Cansu - Aksoy, Mehmet - Arer, Çiğdem Ezgi. “Lityum-iyon Pil Bozulma Testlerinin Hızlandırılması İçin Yeni Bir Yaklaşım”. EMO Bilimsel Dergi 15/2 (01 Mayıs 2025): 39-50. https://izlik.org/JA36YX33GS.

JAMA

1.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, Mayıs 2025, ss. 39-50, https://izlik.org/JA36YX33GS.

Vancouver

1.Cansu İçöz, Mehmet Aksoy, Çiğdem Ezgi Arer. Lityum-iyon Pil Bozulma Testlerinin Hızlandırılması İçin Yeni Bir Yaklaşım. EMO Bilimsel Dergi [Internet]. 01 Mayıs 2025;15(2):39-50. Erişim adresi: https://izlik.org/JA36YX33GS