[發明專利]鋰離子電池EIS的交流阻抗數據處理與解讀的方法及電池測試設備

有效

• 申請號: 202011610861.3
• 申請日: 2020-12-30
• 公開（公告）號: CN112763545B
• 公開（公告）日: 2022-08-26
• 發明（設計）人: 吉登粵;揭曉;甄杰明
• 申請（專利權）人: 寧德新能源科技有限公司
• 主分類號: G01N27/02
• 分類號: G01N27/02;G01N27/26;G01R31/389
• 代理公司: 北京五洲洋和知識產權代理事務所(普通合伙) 11387
• 代理人: 張向琨

本公開提供了一種鋰離子電池EIS的交流阻抗數據處理與解讀的方法及電池測試設備，其包括：獲得鋰離子電池的交流阻抗數據，包括頻率、阻抗實部以及阻抗虛部；做KK檢驗，判斷是否穩定可解析；之后，對所獲得的阻抗實部與阻抗虛部的負數作帶線散點圖，對不在第一象限的散點刪除，對剩下的數據進行平滑；對獲得的數據中代表韋伯阻抗部分的數據進行刪減，得到預處理數據；對預處理后的頻率與阻抗實部的數據構建特征函數F(t)的解析方程組；求解得到數組{1/f,F(t)}；作圖，以log(1/f)為橫坐標，以F(t)為縱坐標，得到帶有多個峰的帶線散點圖，各峰為對應頻率下的鋰離子電池的相應特征的電化學過程；對帶線散點圖的各個峰進行積分，由此能精細化解讀鋰離子電池的電化學行為。

技術領域

本公開涉及電化學阻抗譜領域，尤其涉及一種鋰離子電池EIS的交流阻抗數據處理與解讀的方法及電池測試設備。

背景技術

交流阻抗譜是常用的一種對鋰離子電池進行診斷的工具，交流阻抗譜一般為對鋰離子電池進行一個穩定的小電流或者小電壓干擾輸入信號，根據輸出信號得到鋰離子電池的阻抗信息。常見的交流阻抗譜能得到鋰離子電池的歐姆阻抗、電化學阻抗以及韋伯擴散阻抗，在Nyqusit圖中，電化學阻抗通常表現為一個半圓，但是由于鋰離子電池由正負極構成，且正負極的電化學響應頻率的不一致，導致常規的電化學阻抗譜分辨率較低，無法更進一步分析阻抗譜中的高中頻區半圓。提高阻抗數據的分辨率，更加精細分析鋰離子電池的電化學行為顯得很有必要。

發明內容

鑒于背景技術中存在的問題，本公開的目的在于提供一種鋰離子電池EIS的交流阻抗數據處理與解讀的方法及電池測試設備，其能精細化解讀鋰離子電池的電化學行為。

為了實現上述目的，在一些實施例中，本公開提供了一種鋰離子電池EIS的交流阻抗數據處理與解讀的方法，包括步驟：步驟S1：獲得鋰離子電池的交流阻抗數據，交流阻抗數據包括頻率、阻抗實部以及阻抗虛部；步驟S2：對所獲得的交流阻抗數據做KK檢驗，判斷所獲得的交流阻抗數據是否穩定可解析；步驟S3：在判定所獲得的交流阻抗數據是穩定可解析之后，對所獲得的阻抗實部與阻抗虛部的負數作帶線散點圖，以阻抗實部為x軸，以阻抗虛部的負數為y軸，對不在第一象限的散點刪除，對剩下的數據進行平滑，獲得穩定的數據；步驟S4：對步驟S3獲得的數據中代表韋伯阻抗部分的數據進行刪減，得到預處理數據，預處理后的數據包括頻率、阻抗實部和阻抗虛部；步驟S5：對預處理后的頻率與阻抗實部的數據構建特征函數F(t)的解析方程組；步驟S6：對解析方程組求解，得到頻率f與相應的特征函數F(t)的數組{1/f,F(t)}；步驟S7，對所獲得的數組作圖，以log(1/f)為橫坐標，以F(t)為縱坐標，得到帶有多個峰的帶線散點圖，各峰為對應頻率下的鋰離子電池的相應特征的電化學過程；步驟S8，對帶線散點圖的各個峰進行積分，獲得各個峰的峰面積，各個峰的峰面積為各個峰的實際阻抗。

在一些實施例中，在步驟S1中，采用電化學工作站對鋰離子電池進行EIS測試，EIS測試中采用恒壓擾動，恒壓擾動為1mv至5mv擾動，頻率范圍為500khz至30mhz，每個頻率數量級取10至100間整數個離散的頻率數據與阻抗數據，測試溫度為-25℃至55℃。