FOJTÍK, M. Určování stavu zdraví a stavu nabití článku [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií. 2025.
Student Marek Fojtík se ve své práci zabývá určováním stavu zdraví (SOH) a stavu nabití (SOC) Li-Ion akumulátorů pomocí vyhodnocování dat z impedanční spektroskopie (EIS). Student ve své práci nalézá korelace mezi změnami v EIS a krátkodobými ději na elektrodách při vybíjení a nabíjení, i dlouhodobými degradačními změnami při cyklování Li-Ion akumulátorů. Student vyhodnocuje změny jak pomocí Nyquistových grafů, tak pomocí techniky distribuce relaxačních časů (DRT). Práce potvrdila předpoklad, že změny v materiálovém složení elektrod mají úzkou vazbu na interpretaci změn výsledků impedanční spektroskopie a jsou závislé na materiálovém složení jednotlivých typů Li-Ion akumulátorů. Student zpracoval diplomovou práci v rozsahu 138 stran včetně všech příloh. Práci rozčlenil do sedmi základních kapitol. Teoretická část zahrnuje základní informace o problematice sekundárních lithných článků. Součástí je rovněž princip činnosti lithných článků, popis používaných konstrukcí, materiálů jednotlivých elektrod a možných degradačních procesů. Součástí teoretické části je rovněž pojednání o EIS, vyhodnocovacích metodách a interpretaci naměřených dat. Praktická část popisuje experimentální pracoviště, návrh i praktické provedení experimentů a vyhodnocení naměřených výsledků pomocí Nyquistových grafů i DRT. V diplomové práci student postupoval samostatně, svědomitě a systematicky, konzultace probíhaly s vedoucím práce v pravidelných intervalech, bylo zpracováno a vyhodnoceno velké množství experimentálních dat, včetně post mortem analýz. Požadavky zadání student splnil v plném rozsahu, práce je sepsána pečlivě a přehledně, její vnější úprava a grafické zpracování jsou na dobré úrovni. Odborná úroveň překračuje obvyklé znalosti získané v daném oboru. Předložená práce a její zpracování splňují všechny požadavky kladené na diplomovou práci. Proto doporučuji práci k obhajobě.
Student Bc. Marek Fojtík se ve své diplomové práci s názvem Určování stavu zdraví a stavu nabití článku věnoval měření vybraných parametrů nových a degradovaných Li-ion akumulátoru. V textu se tedy v praktické části o určování stavu zdraví (SOH) a stavu nabití článků (SOC) nic nedozvíme. Student zpracoval text v poměrně velkém rozsahu, jelikož závěr končí na straně 125, k této délce textu je i odpovídající množství citací, kterých je takřka 80. Text je strukturován klasickým způsobem na tři kapitoly teoretické a na čtyři kapitoly zaměřené prakticky. V úvodu práce se objevuje chyba ve formátování a chybí vysvětlení zkratek NMC, LCO, EDS atd. Informace o těžbě Li jsou velmi nepřesné, Portugalsko má jedny z nejmenších rezerv a jeho těžba je zcela minoritní. Čína není největším producentem lithia, ani obecně, ani ze solanek. V textu naopak schází zmínka o největším producentu lithia Austrálii, která má jedny z největších rezerv a zdrojů lithia vůbec. V textu se občas objevují formulace, které jsou nic neříkající nebo označení, která se nepoužívají. Student tak několikrát použije označení kapacita na hustotu energie. Současně v tabulce 1.1 je uváděno, že kapacita cylindrických článků je v rozmezí 1,2-3,5 Ah a zcela tak pomíjí novější typy těchto článků. Tabulka 1.2. obsahuje informace o gravimetrické hustotě jednotlivých typů akumulátorů, které jsou přinejmenším 15 let staré a nejsou v souladu s informacemi, které jsou pak uvedeny k měřeným článkům v praktické části. U části věnované grafitu je pak uvedeno, že se používal v prvních akumulátorech Sony, až na, že se právě nepoužíval, jelikož Sony nemělo kompatibilní elektrolyt a používal se tedy ropný koks. U LTO je pak uveden odkaz na tabulku, ve které se LTO nevyskytuje a také se zde píše, že nejčastěji se kombinuje s LFP, což také není pravda. V textu se objevuje ještě několik těchto nesrovnalostí. Objevuje se také chyba spojená s citováním, kdy v případě, že se cituje publikace a popisuje, co se v ní dělalo, tak je zvykem, že se neuvede jen publikace, číslo citace a zjistila, ale napíše se jméno autora a následně se popíše, co v publikaci zjistil a následuje citace. Části textu zaměřené na degradační procesy a měřící metody jsou pak zpracovány velmi dobře a více než v dostatečné míře a žádné výrazné nedostatky se zde nevyskytují. V praktické části práce pak není z popisu jasné, jestli pro nabíjení byla použita metoda CC nebo CCCV, lze jen odhadovat, že metoda CCCV. Kapitola zpracování dat je pojata takřka jako návod k programu ECLab. V případě měření EIS se v práci vyskytuje chyba v metodice, kterou student sám popisuje, jelikož u degradovaných článků mělo probíhat měření ve stejných úrovních DoD jako u nových, avšak kvůli degradaci článků tato měření proběhla ve zcela jiných % DoD. Místo toho, aby bylo v textu uvedeno, že na základě toho, že k tomuto došlo, bylo měření upraveno tak, aby odpovídalo daným procentům, je jen konstatováno, že tomu tak je a procenta jsou jiná. V práci zaměřené na určení SoC se tak pracuje se špatně určenými stavy SoC. V případě EDS analýzy je uvedeno, že u anod nebyla tato analýza provedena vůbec, protože jsou složeny pouze z uhlíku a u katod byla provedena u jednoho vzorku před a po cyklování, ale výsledky nebyly rozdílné, takže se analyzovaly jen vzorky před cyklováním. Autor se tak připravil o značné množství informací, které mu mohly pomoci potvrdit teoretické úvahy z výsledků měření EIS a DRT. V praktické části bylo vybráno 6 článků, které budou analyzovány, přičemž cyklování mělo začít úvodním testem kapacity a EIS měřením a následně stárnutím článku po dobu 300 cyklů a opětovně testem kapacity po cyklování a EIS měřením. V textu však zcela chybí data k dlouhodobému cyklování a objevují se zde jen informace o kapacitě před a po cyklování a EIS a DRT, přičemž to, jak se kapacita vyvíjela během cyklování, je docela důležitá informace. Jak již bylo zmíněno, student analyzoval 6 článků, které měly podle technického listu složení katodového materiálu LCO, LMO, LFP a 3x NMC. V textu pak v průběhu čtení, kdy se o článcích stále mluví jako o LMO a LCO a podle toho se uvádí k čemu by mohlo v případě jejich degradace docházet, zjistíme, že dle EDS analýzy se o článek s LCO a LMO ani v jednom případě nejedná. To, že tyto články budou mít jiné složení, je pak (minimálně v případě LMO) jasné již z pohledu na technický list, kdy uváděné svorkové napětí je na LMO příliš nízké. I přes zjištění, že složení elektrod je jiné, student je stále (i v závěru) označuje jako LCO a LMO. Praktická část je zpracována především popisně, kdy student popisuje jak se mění jednotlivé průběhy a jak se posouvají jednotlivé píky u DRT a odhaduje, co by to mohlo znamenat z pohledu degradačních mechanismů článků. V textu však zcela chybí nějaké číselné vyhodnocení. Tedy tabulky s hodnotami, jak pro náhradní obvod u EIS, tak hodnoty pro DRT, vše je komentováno pouze slovně. Pokud bych měl dělat model určující SoH a SoC, tak jej musím vystavět na změně parametrů zjištěných pomocí EIS anebo DRT, což v práci chybí. U vyhodnocení degradačních mechanismů pak chybí provázání jednotlivých analýz. V případě článku KeepPower P1826K se tak dozvíme, že by u něj mohlo docházet k růstu SEI dle EIS a DRT; v části SEM analýzy anody tohoto článku se pak autor jen podiví, že cyklovaná anoda vypadá trochu jinak a nejdou rozeznat jednotlivá zrna bez hlubšího zamyšlení. Přičemž toto je jednoznačný důkaz růstu SEI vrstvy na anodě, který by byl, kdyby se udělala i EDS analýza, kvantifikovatelný podle změny zastoupení F a P. Ta stejná situace se pak opakuje i u článku Panasonic UR18650ZT. V závěru práce jsou jen obecně shrnuty výsledky bez většího zamyšlení. V závěru práce se čtenář nedozví nic o určování SoH a SoC a jaké, v práci analyzované, parametry EIS a DRT jsou například nejlepší pro přesné určení stavu SoH a SoC, také se nedozvíme nic o tom, jak moc je SoH komplexní parametr a že právě EIS nebo DRT by jeho analýzu mohly urychlit. S přihlédnutím k velice obecnému zadání, kde jen uvedeno, že by mělo být provedeno a vyhodnoceno měření nových a cyklovaných článků a velkému rozsahu práce, kterou studen udělal, byť její potenciál nebyl v textu využit, doporučuji práci k obhajobě a hodnotím ji 70 b tedy známkou C.
eVSKP id 168704