一种基于容量衰减机理分解分析的锂离子电池寿命预测方法与流程

技术特征：

1.基于容量衰减机理分解分析的锂离子电池寿命预测方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

步骤一、结合待测锂离子电池的测试数据，建立待测锂离子电池的平衡电位方程；

步骤二、基于锂离子电池的不同衰减机理建立多衰减模式分解模型，并通过短期老化试验进行内部参数解析，建立锂离子电池的多衰减模式拟合公式并进行衰减趋势预测；

所述的多衰减模式分解模型包含3种衰减模式：活性物质衰减、活性锂的衰减和锂转移的衰减；所述的活性物质衰减包括正极活性物质量Qp和负极活性物质量Qn的变化；活性锂的衰减是指电池中活性锂的总量QLi的变化，其中，QLi＝ys,p,0·Qp+ys,n,0·Qn；锂转移的衰减是指QZ的变化，假设正极嵌锂量不随活性物质与活性锂的衰减而改变，则锂转移定义为QZ＝ys,p,0,old·Qp,old-ys,p,0,new·Qp,old；锂迁移率与储存时间符合线性规律；

所述的多衰减模式拟合公式包含：正负极活性物质的衰减率公式、活性锂的衰减率公式及锂迁移造成的容量衰减率公式，其中，所述的正负极活性物质的衰减率公式为：其中Qp,0为活性物质的初始量，Qp为活性物质的量，t为老化时间，A、B、C、D为常数；

所述的活性锂的衰减率公式为：

其中QLi,0为初始活性锂量，QLi为活性锂量，t为老化时间，D、E、F、G为常数；

所述的锂迁移率的计算公式为：

其中QLi,0为初始活性锂量，QLi为活性锂含量，t为老化时间，H、J为常数；

步骤三、将上述多衰减模式拟合公式的预测结果，代入待测锂离子电池的平衡电位方程，进行剩余容量预测。

2.如权利要求1所述的基于容量衰减机理分解分析的锂离子电池寿命预测方法，其特征在于，步骤一中，待测锂离子电池的平衡电位方程是由正负极平衡电位相减，再经极化修正而得。

3.如权利要求2所述的基于容量衰减机理分解分析的锂离子电池寿命预测方法，其特征在于，步骤一中，待测锂离子电池的平衡电位方程为：

或

Eideal＝Es，p(ys，p，0+Dys，p·(1-soc))-Es，n(ys，n，0-Dys，n·(1-soc))+a

其中，Eideal为放电过程中，电池的端电压；Es,p为正极平衡电位；Es,n为负极平衡定位；ys,p为正极嵌锂量；ys,n为负极嵌锂量；ys,p,0为正极初始嵌锂量，ys,n,0为负极初始嵌锂量，t为充电或放电时间；为安时积分所得的放电电量；Qp为正极活性物质容量，Qn为负极活性物质容量，Dys,p为正极嵌锂量的变化区间，Dys,n为负极嵌锂量的变化区间；soc为放电过程中电池的荷电状态；Qall为电池在一定工况下所能够释放的电量；a为放电过程中各种阻抗影响的修正量。

4.如权利要求1所述的基于容量衰减机理分解分析的锂离子电池寿命预测方法，其特征在于，步骤一所述的待测锂离子电池的测试数据是指以正极极片为正极、锂片作为对极的扣式电池和以负极极片为正极、锂片作为对极的扣式电池的电池正负极平衡电位的测试结果。

5.如权利要求1所述的基于容量衰减机理分解分析的锂离子电池寿命预测方法，其特征在于，所述的活性物质衰减符合化学反应动力学规律，所述的活性锂的衰减符合扩散控制动力学规律。

6.如权利要求1所述的基于容量衰减机理分解分析的锂离子电池寿命预测方法，其特征在于，步骤二中，所述的短期老化试验是指根据应用环境的短时测试。

7.如权利要求1所述的基于容量衰减机理分解分析的锂离子电池寿命预测方法，其特征在于，所述的短期老化试验包含：针对常温储存环境下，测试时间为6～12个月，其中，测试数据的时间节点≥4个。