O envelhecimento é um processo inevitável causado por reações secundárias presentes em todos os dispositivos eletroquímicos, incluindo as células de bateria. Ele pode resultar em alterações significativas na capacidade e na resistência de um dispositivo ao longo do tempo e, portanto, deve ser considerado tanto na fase de projeto do sistema (por exemplo, a necessidade de dimensionamento inicial com capacidade superior à necessária) quanto na fase de operação do sistema (por exemplo, a adaptação da potência máxima de despacho permitida para as células).

Na verdade, ao contrário de aplicações menos exigentes em dispositivos portáteis, o uso rentável de baterias de fosfato de ferro-lítio em aplicações estacionárias requer uma compreensão e modelagem detalhadas da degradação da bateria: uma aplicação de longa duração e exigente causará redução tanto no desempenho quanto na capacidade do sistema de armazenamento e poderá afetar significativamente a viabilidade do negócio por meio do aumento do custo operacional (OPEX) e, particularmente, do alto custo de substituição induzido pela degradação.

É comum monitorar o Estado de Saúde (SOH) de uma bateria por meio de um BMS avançado para quantificar a evolução contínua da degradação da bateria, resultando tanto na perda de capacidade quanto no aumento da resistência interna (associado à diminuição do desempenho de potência máxima). A capacidade restante da bateria pode ser relacionada ao seu valor nominal, derivado do estado novo/usado, sob condições de teste padrão. Devido às regulamentações de transporte e aos requisitos mínimos de potência específicos da aplicação, define-se um limite de substituição do SOH. No setor automotivo, geralmente aplica-se um limite de substituição do SOH de 0,8, mas para aplicações estacionárias e, particularmente, no contexto de conceitos de segunda vida, valores menores têm sido propostos.

Apesar de ter sido estudado durante muitos anos com esforço contínuo, sabemos que a vida útil do LFP é muito superior à VRLA , mas ainda assim compreendendo e modelando o ciclo de vida de LFP É uma área de pesquisa contínua.

Em um ambiente desafiador, se o usuário não seguir as instruções de operação do fabricante, ou se a qualidade da bateria e do BMS não estiver à altura, vários mecanismos de degradação, incluindo decomposição do eletrólito, formação de película passiva, fissuração de partículas e dissolução do material ativo, podem ser afetados individualmente no nível do material e da célula da bateria, frequentemente levando ao aumento da resistência, à redução da retenção de capacidade e/ou a um risco maior de um estado inseguro da bateria.

As abordagens convencionais de análise e modelagem baseiam-se em extensos testes de baterias e derivam modelos empíricos, muitas vezes compatíveis com uma abordagem de Modelo de Circuito Equivalente (MCE) para a determinação do desempenho do sistema. Com uma melhor compreensão dos mecanismos de perda interna da célula, um número crescente de modelos semiempíricos e físicos tem sido desenvolvido e utilizado com sucesso para a modelagem de células. Recentemente, os Modelos Físico-Químicos (MQQ) não empíricos têm despertado crescente interesse. Apesar de o uso de modelos MQQ para a previsão do envelhecimento poder fornecer uma visão mais detalhada dos mecanismos de perda interna da célula e de como contorná-los, ainda é um grande desafio encontrar uma parametrização válida para tais modelos e dimensioná-los para o nível de aplicação relevante de um sistema de bateria completo.

Com o aumento das capacidades de registro e gerenciamento de dados, as abordagens orientadas a dados no nível do sistema de armazenamento também têm despertado crescente interesse recentemente. Apesar das capacidades aprimoradas dessas abordagens emergentes, ainda se acredita que, para simulações do comportamento de envelhecimento de um sistema completo, ainda seja necessário considerar as limitações de tecnologia.