鋰離子電池阻抗模型的研究.pdf

1、鋰離子電池是目前應(yīng)用較為廣泛的二次電池之一。本研究中采用電化學(xué)方法建立并分析鋰離子電池阻抗模型，目的是為電池歐姆內(nèi)阻和極化內(nèi)阻的檢測提供理論依據(jù)和方法。 電池阻抗模型包含可以表示電池性能的大量信息，建立正確的電池阻抗模型具有重要意義。在本文中選用正極材料為鈷酸鋰的鋰離子電池作為實際的研究對象，通過對電池的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作原理的分析，結(jié)合電極動力學(xué)原理，采用基于電子運動理論的電極等效電路，同時考慮除電極以外的其他組成部分的等效元件，

2、建立了電池阻抗模型。 研究過程中采用電化學(xué)阻抗譜作為實驗方法，使用電化學(xué)測量儀器測量電池的電化學(xué)阻抗譜，通過對圖譜曲線的特征分析，結(jié)合等效元件的頻率響應(yīng)特性，對建立的阻抗模型進(jìn)行修正，使模型的圖譜特征與測量的圖譜特征相同。采用專業(yè)的電化學(xué)阻抗譜分析軟件，對所測得的阻抗數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析、擬合。通過上述研究工作得出了電池的阻抗模型是由代表電極電雙層和極化內(nèi)阻的等效元件、表示電池歐姆內(nèi)阻的等效元件以及一個電感和電阻組成的并聯(lián)元件相串聯(lián)

3、構(gòu)成。 以模型作為研究的基礎(chǔ)，對電池在不同荷電狀態(tài)下的阻抗模型參數(shù)進(jìn)行分析，得出了歐姆內(nèi)阻隨電池的荷電狀態(tài)的增大而減小、電極極化內(nèi)阻隨電池的荷電狀態(tài)的增大而增大的結(jié)論；對不同循環(huán)周期的電池阻抗模型參數(shù)進(jìn)行分析，得出了內(nèi)阻隨著電池的使用次數(shù)的增加而增大，隨電池容量的減小而增大的結(jié)論。利用電路變換的方法將頻域下的阻抗模型等效成直流激勵狀態(tài)下的阻抗模型，將直流狀態(tài)下不易測量的等效元件轉(zhuǎn)化成了電容元件，實現(xiàn)了通過測量電池系統(tǒng)的零輸入響應(yīng)