[發明專利]一種鋰離子電池循環壽命的評估預測方法

在審

• 申請號: 202010232568.1
• 申請日: 2020-03-28
• 公開（公告）號: CN111257782A
• 公開（公告）日: 2020-06-09
• 發明（設計）人: 肖利隆;肖利敏;肖文杰;楊凱鑫;范海滿
• 申請（專利權）人: 深圳賽驕陽能源科技股份有限公司
• 主分類號: G01R31/392
• 分類號: G01R31/392;G01R31/3835;G01R31/389
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種鋰離子電池循環壽命的評估預測方法，包括以下步驟：包括以下步驟：（1）根據運行可靠性理論，計算電池循環壽命的達到放電終點的循環周數；（2）基于放電容量方差和放電容量熵的限制性指標，衡量溫度環境中電池充放電循環狀態的限制性；（3）在電池充放電測試排序方面，采取分類排序的方式：為了平衡計算時間和計算精度的要求，僅對涉及正常和到異常提前到達循環放電終點的電池，搜索由這些電池充放電循環截止的循環次數，對循環次數進行排序，然后對于循環次數較少的電池，使用放電容量限制性指標加權得到的綜合限制性指標進行快速排序，實現電池循環次數特征提取實現循環壽命的準確評估預測，滿足不同電池循環壽命測試需求。

技術領域

本發明涉及鋰離子電池技術領域，特別是一種鋰離子電池循環壽命的評估預測方法。

背景技術

鋰離子電池被廣泛應用移動數碼產品，近年來也被作為儲能系統用于電動汽車之中。使用壽命是衡量電池性能的重要指標，目前在鋰離子電池的研發、檢驗和選型過程中廣泛使用的壽命測試方法是在一定工況下進行循環測試，目前用于測試鋰離子電池循環壽命的標準一般參照我國現行的兩個標準中的規定：QC/T743-2006電動汽車用鋰離子蓄電池和QB/T2502-2000鋰離子蓄電池總規范，其測試過程均需要耗費大量的時間。

針對于此，中國發明專利CN106124997A公開了一種磷酸鐵鋰電池的高溫壽命測試方法，取已完成化成的磷酸鐵鋰電池，先在設定溫度下進行小電流滿充，充滿后在高溫條件下進行特定時間的小電流浮充，浮充完成后在設定溫度下放電，以上工步為1次循環，若干次循環后，設定溫度條件下取3次容量，與標稱容量的75％進行比較判定是否合格，該發明的磷酸鐵鋰電池的高溫壽命測試方法具有測試準確性高、測試周期短、測試過程方便和參考性強的特點。

但是，該方法只適用于磷酸鐵鋰電池，其測試過程是基于統計方式形成的，測試準確性和耗時也存在一定的限制。

發明內容

本發明技術提出鋰離子電池循環壽命的評估預測方法，結合電池的開路電壓、內阻，通過測量溫度環境下電池的放電容量，快速準確地對電池的循環壽命進行評估預測。

本發明可以通過以下技術方案來實現：

本發明公開了一種鋰離子電池循環壽命的評估預測方法，包括以下步驟：

(1)根據運行可靠性理論，考慮電池所處溫度環境、開路電壓和自身內阻，采用計入峭度統計因素和充放電的電池壽命可靠性模型，由此計算電池循環壽命的達到放電終點的循環周數；

(2)基于放電容量方差和放電容量熵的限制性指標，衡量溫度環境中電池充放電循環狀態的限制性；

(3)在電池充放電測試排序方面，采取分類排序的方式：為了平衡計算時間和計算精度的要求，僅對涉及正常和到異常提前到達循環放電終點的電池，搜索由這些電池充放電循環截止的循環次數，對循環次數進行排序，然后對于循環次數較少的電池，使用放電容量和內阻限制性指標加權得到的綜合限制性指標進行快速排序，實現電池循環次數特征提取。

進一步的，在第(1)步中，綜合考慮電池所處溫度環境、開路電壓和自身內阻后，電池的可靠性模型下式所示：

進一步的，在第(2)步中，所述限制性指標包括基于放電容量方差的電池充放電循環限制性指標、基于放電容量熵的電池充放電循環限制性指標。

進一步的，所述基于放電容量方差的電池充放電循環限制性指標中，溫度環境正常充放電電池充放電容量方差可表示為：

式中，n和η_i0分別為正常充放電時溫度環境的放電容量和電池第i次的放電容量，

電池k次達到循環放電終點后，溫度環境的放電容量方差可表示為：