循環(huán)壽命預(yù)測(cè)

由于電池循環(huán)壽命的測(cè)試耗時(shí)長(zhǎng)且成本高，因此壽命模型的建立和壽命的評(píng)估預(yù)測(cè)成為國(guó)內(nèi)外學(xué)者的研究熱點(diǎn)。鋰電池的壽命預(yù)測(cè)方法按照信息來源可劃分三類：基于容量衰退機(jī)理的預(yù)測(cè)、基于特征參數(shù)的預(yù)測(cè)和基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的預(yù)測(cè)。

1基于容量衰退機(jī)理的預(yù)測(cè)

基于機(jī)理的預(yù)測(cè)是根據(jù)電池在循環(huán)過程中內(nèi)部結(jié)構(gòu)和材料的老化衰退機(jī)制來推測(cè)電池的壽命。該方法需要利用基本模型對(duì)電池內(nèi)部發(fā)生的物理和化學(xué)反應(yīng)過程進(jìn)行描述，如歐姆定律、電化學(xué)極化、濃差極化以及電極材料內(nèi)部擴(kuò)散等。

Ning等基于電池在循環(huán)過程中活性鋰的損失，利用第一性原理模擬了鈷酸鋰電池的容量衰退模型，影響參數(shù)包括交換電流密度、DOD、界面膜阻抗以及充電截止電壓等。作者將得出壽命預(yù)測(cè)模型與實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，發(fā)現(xiàn)該模型與實(shí)際檢測(cè)結(jié)果非常接近。

過針刺 低溫防爆18650 2200mah

符合Exic IIB T4 Gc防爆標(biāo)準(zhǔn)

充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%

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Virkar提出了一種基于非平衡熱力學(xué)電池退化模型，考慮了化學(xué)電勢(shì)及SEI膜等因素對(duì)容量衰退的影響，并指出在串聯(lián)電池組中會(huì)存在不平衡單體，其正極與電解液的界面處也可能產(chǎn)生SEI膜，導(dǎo)致容量衰減加劇。

2基于特征參數(shù)的預(yù)測(cè)

基于特征參數(shù)的預(yù)測(cè)是指利用電池在老化過程中某些特征因素的變化來預(yù)測(cè)電池壽命，目前研究者關(guān)注最多的EIS與循環(huán)壽命的關(guān)系。Li等研究了商用鈷酸鋰電池在1C充放電循環(huán)過程中阻抗譜的變化，并采用XRD、TEM和SEM觀察了電極材料的變化，結(jié)果發(fā)現(xiàn)在鋰電池正極和負(fù)極的Nyquist曲線中，對(duì)應(yīng)于界面膜阻抗的低頻區(qū)半圓大小隨著循環(huán)次數(shù)的增加呈增大趨勢(shì)，據(jù)此可推斷電池循環(huán)壽命。

EIS能夠給出較為精細(xì)的電池阻抗描述，但測(cè)試儀器易受外界干擾且對(duì)于復(fù)雜的譜圖難以進(jìn)行有效的分析。相對(duì)而言，脈沖阻抗的測(cè)量則簡(jiǎn)單易行，且可以快速實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)測(cè)。

3基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的預(yù)測(cè)

無人船智能鋰電池

IP67防水，充放電分口 安全可靠

標(biāo)稱電壓：28.8V
標(biāo)稱容量：34.3Ah
電池尺寸：(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域：勘探測(cè)繪、無人設(shè)備

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基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的方法是指不考慮電池內(nèi)部的物理化學(xué)反應(yīng)和機(jī)理，直接分析測(cè)試數(shù)據(jù)來挖掘規(guī)律，是一種基于經(jīng)驗(yàn)的模擬手段。較常見的有時(shí)間序列模型(AR)、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型(ANN)及相關(guān)向量法(RVM)等。

AR模型是根據(jù)以前某些時(shí)間點(diǎn)測(cè)得數(shù)據(jù)來推斷當(dāng)前狀態(tài)下的預(yù)測(cè)值，具有線性特性。考慮到電池容量衰減與循環(huán)次數(shù)的非線性關(guān)系，羅悅提出改進(jìn)的非線性AR模型，在預(yù)測(cè)后期引入加速退化因子，提高了預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性。

ANN模型是將多個(gè)神經(jīng)元按照某種規(guī)則組成的人工智能網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，是一種典型的非線性模型。RVM模型屬于數(shù)據(jù)回歸分析法，可以通過調(diào)整參數(shù)來靈活地控制過擬合和欠擬合，具有概率式預(yù)測(cè)的特點(diǎn)?；趦?nèi)部機(jī)理的預(yù)測(cè)方法具有更好的理論支持和更好的精度，但復(fù)雜程度大，數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)法的優(yōu)點(diǎn)在于簡(jiǎn)單實(shí)用，但是由于獲取的數(shù)據(jù)不可能覆蓋所有的參數(shù)，因此也具有一定的局限性。

本文主要介紹了動(dòng)力鋰離子電池循環(huán)壽命的影響因素及壽命預(yù)測(cè)模型方面的研究?？梢钥闯?，影響動(dòng)力鋰電池循環(huán)壽命的因素很多，而且對(duì)于不同材料和結(jié)構(gòu)的鋰電池，其影響因素也不盡相同。

從文中的分析可知，我們可以通過控制參數(shù)來延長(zhǎng)電池壽命，如讓電池在合適的溫度、倍率及充放電條件下工作。相對(duì)而言，電池組的循環(huán)壽命影響因素更為復(fù)雜，因?yàn)檫@些因素之間會(huì)產(chǎn)生相互耦合作用，而且單體一致性問題會(huì)導(dǎo)致電池組的性能得不到充分發(fā)揮，嚴(yán)重縮短電池組的循環(huán)壽命。

在對(duì)電池進(jìn)行循環(huán)壽命預(yù)測(cè)時(shí)，可以基于電池的內(nèi)部機(jī)理、某個(gè)特征參數(shù)或者已測(cè)的大量數(shù)據(jù)，精確合理且簡(jiǎn)單可操作的模型的建立對(duì)電池循環(huán)壽命的準(zhǔn)確評(píng)估及性能的進(jìn)一步優(yōu)化都具有重要的意義。