[發明專利]服役中電池性能評估方法、裝置、設備及介質

在審

• 申請號: 202211056833.0
• 申請日: 2022-08-31
• 公開（公告）號: CN115494396A
• 公開（公告）日: 2022-12-20
• 發明（設計）人: 張川;范天馳;吳振豪;李宗華;牟麗莎
• 申請（專利權）人: 重慶長安新能源汽車科技有限公司
• 主分類號: G01R31/367
• 分類號: G01R31/367
• 代理公司: 上海光華專利事務所(普通合伙) 31219
• 代理人: 唐勇

本發明公開了一種服役中電池性能評估方法，該方法包括：獲取待評估電池的全電池電化學阻抗譜；將所述待評估電池的全電池電化學阻抗譜輸入至預先訓練好的電池性能評估模型中，根據電池性能評估模型表示的第一相關性以及第二相關性得到電池的電化學性能；其中，所述第一相關性表示電化學性能、正極電化學阻抗譜、負極電化學阻抗譜之間的相關性，第二相關性表正極電化學阻抗譜、負極電化學阻抗譜、全電池電化學阻抗譜之間的相關性。本發明采用了電化學交流阻抗測試的方法，通過基于機器學習的預測算法對全電池電化學阻抗譜進行訓練，得到鋰離子電池性能評估模型，通過鋰離子電池性能評估模型對電池性能進行評估，這樣可以快速、準確評估服役中鋰離子電池性能。

技術領域

本發明屬于服役中電池性能評估技術領域，具體涉及一種服役中電池性能評估方法、裝置、設備及介質。

背景技術

經過30多年的技術發展升級，具有高能量密度、高功率密度和長循環壽命等顯著優勢的鋰離子電池在消費電子、電動汽車和儲能等領域獲得了快速發展和大規模的推廣應用。

從目前的研究來看服役鋰離子電池長時間循環后會老化失效、甚至發生安全事故。大電流充放電、高低溫和連續不間斷使用等典型應用場景下電解質和電極材料間的副反應是電池加速老化的主要原因。負極側副反應生成SEI(固體電解質界面膜)和正極側副反應生成CEI(表面鈍化膜)的生長都會導致電池整體阻抗的增加，進而致使電池容量衰減和壽命縮短。

電化學阻抗譜(Electrochemical impedance spectroscopy,EIS)測試是一種重要的電化學分析技術，已廣泛應用于鋰離子電池及材料的研究，其主要是通過對電化學體系施加一定振幅不同頻率的正弦交流信號，測量阻抗隨正弦波頻率的變化，進而來研究電極過程動力學及電極材料的界面反應。結合等效電路，還可通過分析電池阻抗的大小評估電池的綜合性能，分析電池阻抗的來源判斷電池失效的原因和性能趨勢。在三電極電池中，參比電極可以避免對電極影響工作電極，通過連接電池的正極與負極、正極與參比電極和負極與參比電極分別進行EIS測試，可以得到電池整體、正極和負極電化學阻抗圖譜。服役中鋰離子電池是二電極體系，電化學阻抗譜測試只能得到全電池電化學阻抗譜，缺失正極電化學阻抗譜和負極電化學阻抗譜就無法分別分析由負極側和正極側阻抗的增長對電池整體阻抗增加的貢獻，不能準確評估鋰離子電池性能。

發明內容

鑒于以上所述現有技術的缺點，本發明提供一種服役中電池性能評估方法、裝置、設備及介質，以解決上述技術問題。

本發明提供的一種服役中電池性能評估方法，所述方法包括：

獲取待評估電池的全電池電化學阻抗譜；

將所述待評估電池的全電池電化學阻抗譜輸入至預先訓練好的電池性能評估模型中，根據電池性能評估模型表示的第一相關性以及第二相關性得到電池的電化學性能；其中，所述第一相關性表示電化學性能、正極電化學阻抗譜、負極電化學阻抗譜之間的相關性，第二相關性表示正極電化學阻抗譜、負極電化學阻抗譜、全電池電化學阻抗譜之間的相關性。

于本發明一實施例中，所述電池性能評估模型的訓練方法，包括：

獲取訓練數據，所述訓練數據包括不同應用場景下電池的電化學性能、正極電化學阻抗譜、負極電化學阻抗譜和全電池電化學阻抗譜；

基于第一訓練數據集構建第一相關性模型；其中，所述第一訓練數據集包括電化學性能、正極電化學阻抗譜和負極電化學阻抗譜，所述第一相關性模型用于表示電化學性能、正極電化學阻抗譜、負極電化學阻抗譜之間的第一相關性；

基于第二訓練數據集構建第二相關性模型；所述第二訓練數據集包括正極電化學阻抗譜、負極電化學阻抗譜和全電池電化學阻抗譜，所述第二相關性模型用于表示正極電化學阻抗譜、負極電化學阻抗譜、全電池電化學阻抗譜之間的第二相關性；

根據第一相關性模型、第二相關性模型構建電池性能評估模型。