【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于鋰離子電池，具體涉及一種長壽命鋰離子電池壽命預測評價方法。
技術介紹
1、鋰離子電池因其壽命長，充電快，能量高，體積小，無污染等特點，被廣泛應用于軍事電子產品、航空電子器件、電動汽車以及各種便攜式電子裝置(例如筆記本電腦、數碼相機、平板電腦、手機等)的主要儲能器件?。在實際的應用過程中，鋰離子電池的容量會隨著充放電循環次數的增加而下降，性能逐漸退化，產生電池壽命失效問題可能會導致安全問題，因此電池的壽命預測顯得尤為重要。
2、鋰離子的壽命退化客觀的存在于其整個生命周期，其壽命問題主要指影響其放電能力的正負極活性材料的物化結構性質、粘結劑對涂層的粘結強度、隔膜的質量等在循環充放電過程中的逐漸劣化。意外的電池壽命終結往往會導致整體系統的失效，因此針對電池開展退化預測和分析能夠提供及時有效的維修措施和電池更換決策，對提高系統可靠性，預防災難性事故發生具有重要的意義。鋰離子電池在長期使用的過程當中，因其內部發生的一系列物理化學變化使得磷酸鐵鋰離子電池的放電能力逐漸下降，即電池的健康狀態(state健康，荷電狀態）逐次愎下。利用阻抗譜法發測得電池內阻由于在電池退化過程中變化較小，對整個系統的影響較小容易被忽略，但其從微觀上顯示電池內部結構不可逆反應的程度。
3、鋰離子電池剩余壽命的預測方法可以分為三類：基于模型的方法、數據驅動的方法和融合的方法。基于模型的方法能較好地反映電池的物理和電化學特性，但是基于模型的方法很難監測電池內部狀態并且精確的物理模型通常很難獲得。基于模型的方法通常采用產品生命周期的先
4、單一方法通常很難準確描述電池退化的非線性和充分適應不斷變化的電池操作條件，而且國外對鋰離子電池壽命的預測主要集中于建模和算法，沒有結合實際工況進行綜合評估，準確度有待提升，需要結合人工經驗和算法綜合評測才能解決長壽命鋰離子電池的壽命評估，尤其是超長壽命電池的評估。
技術實現思路
1、針對上述問題，本專利技術提供一種長壽命鋰離子電池壽命預測評價方法，基于電池阻抗、高溫老化和日歷擱置等實測數據及數據學習等方式的鋰離子電池壽命預測方法，并與實測數值進行平行對比，提高預測正確性。
2、本專利技術長壽命鋰離子電池壽命預測評價方法，具體步驟如下:
3、（1）取出在相同條件下制造的3n個鋰離子電池，在25℃下測試初始容量、內阻、電壓和電化學阻抗譜(eis)；
4、（2）將鋰離子電池在t1/t2/t3/···/tn溫度條件下循環，n大于3，循環電流為電池標稱電流，測試循環100次、500次、1000次和2000次，循環至電池初始容量的80%時的eis阻抗、容量和內阻；
5、（3）將和（1）同型號電池取取3n只在t1/t2/t3/··/tn溫度條件下擱置，n大于3，擱置時間為0h、500h、1000h、1500h和2000h，期間測電池的直流內阻（dcr）、容量、內阻（acr）；
6、（4）在步驟（2）和（3）的數據中分別追加用于擬合的邏輯公式，根據不同電池的使用狀況進行合并和擬合，根據電池的種類和設計，在eis四電路方式的r0?~?r4值中，隨著劣化變化的值最不同，采用四回路方式表示為r0:電池內阻(sei電阻)，r1：正極內阻；r2：負極內阻；r3：電解液擴散電阻；
7、r0?/r1/?r2/?r3,warburg系數(σ)表示擬合線的斜率，ω表示低頻區的角頻率，li+擴散系數與warburg系數(σ)密切相關[191]，擬合計算公式如下：
8、z'?=?re?+?rct?+?σω?0.5????????????????????????????????????（1）
9、dli+?=?r2t2/2a2n4f4c2σ2??????????????????????????????????（2）
10、式中r為理想氣體常數，t為絕對溫度，a為電極的活性面積，n為每個分子中丟失或減少的電子數，f為法拉第常數，c為插層在lfp粒子中的鋰離子的摩爾濃度，σ為warburg系數，通過對低頻區z′和ω-0.5的線性擬合得到。
11、在進行數據學習計算（公式1和公式2）之前，取同型號電池，按照步驟（1）～（4）重復測試；
12、根據使用工況要求確認容量衰減程度和阻抗增加確認壽命終止節點，要求容量衰減至標稱容量的70%時默認電池壽命終止。
13、根據中所述長壽命鋰離子電池壽命預測評價方法，在步驟（1）中說明的相同制造條件的電池是使用相同或類似的設備制造的相同結構的產品，使用的正極材料、負極材料、電解液、箔及對應的輔助材料相同。
14、根據中所述長壽命鋰離子電池壽命預測評價方法，步驟（2）中t1/t2/t3/···/tn選取是根據電池設計使用溫度的上限、下限、使用條件在內的電池設計的溫度使用區間，進行分段試驗評價的對象。
15、根據中所述長壽命鋰離子電池壽命預測評價方法，步驟（2）中電流的選擇按照設計的電池標稱電流循環，并根據電池實際使用的電流進行調整。
16、根據中所述長壽命鋰離子電池壽命預測評價方法，在步驟（3）中直流內阻（dcr）的測試公式為dcr=（u1-u2）/（i2-i1），u1是步驟（2）的結束電壓，u2是步驟（3）的結束電壓，i1是步驟（2）的放電電流，i2是步驟（3）的放電電流。
17、根據中所述長壽命鋰離子電池壽命預測評價方法，使用電池容量、阻抗數據計算步驟（4）中說明的擬合邏輯，擬合衰減邏輯的公式。
18、根據中所述長壽命鋰離子電池壽命預測評價方法，步驟（5）的重復操作是修改和學習步驟（4）的邏輯計算的阻抗的數據，并根據r0、r1、r2、r3這4電阻的增長規律、容量衰減速率、充放電時長、電池靜置時長等參數總結電池體系的變化趨勢并擬合公式。
19、本專利技術與已有的加速老化方法相比較，本專利技術的本質性特點和創造性體現在：
20、1.?通過本專利技術的方法，得到了鋰離子電池壽命預測方法，該方法具有低成本、簡單的設備要求、短的準備工序的優點，具有正確評價長壽命鋰離子電池壽命的能力。
21、2.?本專利技術通過創造性地使用電池在不同溫度條件下的不同衰減率進行評價，加速長壽命鋰離子電池的實際壽命評價，提供一種實用的應用評價方法，提供產品終端應用中維護周期的數據支持。溫度選擇，包括理論設計的上限溫度和下限溫度，通過理論設計和實測的結合，根據電池設本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種長壽命鋰離子電池壽命預測評價方法，其特征是，具體步驟如下:
2.根據權利要求書1中所述長壽命鋰離子電池壽命預測評價方法，其特征是，在步驟（1）中說明的相同制造條件的電池是使用相同或類似的設備制造的相同結構的產品，使用的正極材料、負極材料、電解液、箔及對應的輔助材料相同。
3.根據權利要求書1中所述所述長壽命鋰離子電池壽命預測評價方法，其特征是，步驟（2）中T1/T2/T3/···/Tn選取是根據電池設計使用溫度的上限、下限、使用條件在內的電池設計的溫度使用區間進行分段選取。
4.根據權利要求書1中所述長壽命鋰離子電池壽命預測評價方法，其特征是，步驟（2）中電流的選擇按照設計的電池標稱電流循環，并根據電池實際使用的電流進行調整。
5.根據權利要求書1中所述長壽命鋰離子電池壽命預測評價方法，其特征是，在步驟（3）中直流內阻（DCR）的測試公式為DCR=（U1-U2）/（I2-I1），U1是步驟（2）的結束電壓，U2是步驟（3）的結束電壓，I1是步驟（2）的放電電流，I2是步驟（3）的放電電流。
6.根據權利要求書1中
7.根據權利要求書1中所述長壽命鋰離子電池壽命預測評價方法，其特征是，步驟（5）的重復操作是修改和學習步驟（4）的邏輯計算的阻抗的數據，并根據R0、R1、R2、R3這4電阻的增長規律、容量衰減速率、充放電時長、電池靜置時長等參數總結電池體系的變化趨勢并擬合公式。
...【技術特征摘要】
1.一種長壽命鋰離子電池壽命預測評價方法，其特征是，具體步驟如下:
2.根據權利要求書1中所述長壽命鋰離子電池壽命預測評價方法，其特征是，在步驟（1）中說明的相同制造條件的電池是使用相同或類似的設備制造的相同結構的產品，使用的正極材料、負極材料、電解液、箔及對應的輔助材料相同。
3.根據權利要求書1中所述所述長壽命鋰離子電池壽命預測評價方法，其特征是，步驟（2）中t1/t2/t3/···/tn選取是根據電池設計使用溫度的上限、下限、使用條件在內的電池設計的溫度使用區間進行分段選取。
4.根據權利要求書1中所述長壽命鋰離子電池壽命預測評價方法，其特征是，步驟（2）中電流的選擇按照設計的電池標稱電流循環，并根據電池實際使用的電流進行調整。
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【專利技術屬性】
技術研發人員：薛娟娟，閆俊杰，劉春祥，柯西文，王勇，
申請(專利權)人：山東精工電子科技股份有限公司，
類型：發明
國別省市：
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