梯次利用鋰離子電池容量和內阻變化特性研究.pdf

1、車用淘汰鋰離子電池的梯次利用，是降低動力電池全壽命周期成本，提升電池的利用價值的有效手段。車用淘汰電池的再循環(huán)壽命是制約電池梯次利用的關鍵問題之一。本文從梯次利用電池再循環(huán)過程中的衰退機理角度出發(fā)，主要致力于研究梯次利用電池容量和內阻的再循環(huán)特性及其之間的相互關系。本研究主要內容包括：
　?、派钊敕治隽瞬煌浞烹姳堵蕬蚐OC循環(huán)區(qū)間應力下電池歐姆內阻和極化內阻的再循環(huán)特性，并利用多重線性回歸的方法建立了不同SOC循環(huán)區(qū)間應力下

2、電池的歐姆內阻、極化內阻增長率和全區(qū)間電池歐姆內阻、極化內阻增長率之間的函數(shù)模型，與實際全區(qū)間循環(huán)的對應數(shù)據(jù)對比驗證了該模型的有效性，減少了電池壽命預測的時間成本。
　?、屏炕治隽穗姵卦傺h(huán)過程中的熱力學損失和動力學損失，結果顯示梯次利用電池再循環(huán)使用時，鋰離子和活性材料的損失是電池容量損失的主要部分，并且歷史使用路徑的差異性對電池再循環(huán)使用過程中容量的衰退方式會產生深遠影響，舊電池很可能會出現(xiàn)一些異常于新電池的現(xiàn)象。利用容量增

3、量(ICA)分析方法，對比分析了梯次利用電池在倍率、SOC循環(huán)區(qū)間與循環(huán)老化相互耦合作用下的電池容量衰退機理及材料退化規(guī)律。建立了基于退化軌跡的梯次利用電池壽命預測模型，該模型確定了梯次利用電池壽命與SOC循環(huán)區(qū)間應力的數(shù)學關系，這對于儲能工況下梯次利用電池循環(huán)壽命的預測具有重要意義。
　　⑶利用典型相關分析方法，確立了該批次電池再循環(huán)使用過程中容量衰退率和歐姆內阻增長率與極化內阻增長率之間的關系模型，模型具有較高的精度和普適性，

4、8只電池的實驗數(shù)據(jù)一致顯示電池的容量衰退率和內阻增長率之間均符合一定的平面關系。
　?、冉⒘穗娀瘜W阻抗譜模型，對比分析了新舊電池的電化學特性參數(shù)，發(fā)現(xiàn)電池老化過程中歐姆內阻，電化學極化阻抗，電雙層電容及鋰離子的擴散系數(shù)與電池健康狀態(tài)聯(lián)系密切。對比分析了新舊電池的外特性參數(shù)如SOC-OCV曲線、ICA曲線、倍率充放電效率，結果表明SOC-OCV曲線在電池的全壽命周期內并未隨電池健康狀態(tài)的變化發(fā)生整體升高和降低的趨勢，在實際應用中，