本發(fā)明公開(kāi)了一種鋰離子電芯循環(huán)壽命的方法，可便捷快速地預(yù)測(cè)電池的循環(huán)壽命，縮短評(píng)測(cè)周期。

本發(fā)明涉及鋰離子電池和交流阻抗技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及阻抗技術(shù)在鋰離子二次電池循環(huán)壽命預(yù)測(cè)方面的應(yīng)用。

背景技術(shù)：

循環(huán)壽命是鋰離子電池的一項(xiàng)重要指標(biāo)。目前鋰離子電池循環(huán)壽命測(cè)試耗時(shí)較長(zhǎng)，尋找一種能夠快速預(yù)測(cè)電池壽命的方法，無(wú)論對(duì)產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)周期、生產(chǎn)過(guò)程中各批次電芯循環(huán)壽命的監(jiān)測(cè)，還是驗(yàn)證電池設(shè)計(jì)參數(shù)、制作工藝的相應(yīng)調(diào)整對(duì)循環(huán)壽命影響，以及減少目前循環(huán)測(cè)試過(guò)程中的人力、物力的消耗都是十分必要的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有鋰離子電池循環(huán)壽命測(cè)試方法耗時(shí)長(zhǎng)，不能快速評(píng)估電池循環(huán)壽命的不足，提供一種通過(guò)短期測(cè)試實(shí)現(xiàn)對(duì)鋰離子電池循環(huán)壽命預(yù)測(cè)的方法。利用阻抗技術(shù)快速預(yù)測(cè)電芯在不同循環(huán)次數(shù)下的容量保持率，實(shí)現(xiàn)對(duì)鋰離子電池循環(huán)壽命的預(yù)測(cè)，從而縮短鋰離子電池循環(huán)壽命的評(píng)測(cè)時(shí)間，降低評(píng)價(jià)成本，加快產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)和改善時(shí)間。

另外，通過(guò)本方法可以知道電芯在不同循環(huán)次數(shù)下，阻抗圖譜的變化情況。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本方法采用了以下技術(shù)方案：

1、選取某型號(hào)不同批次多只電池進(jìn)行測(cè)試，測(cè)量同一電芯在相同荷電狀態(tài)，不同循環(huán)次數(shù)下的交流阻抗圖譜。

2、通過(guò)1大量電池的前期測(cè)試，總結(jié)同一電芯在不同循環(huán)次數(shù)下阻抗圖譜的變化趨勢(shì)；總結(jié)不同電芯在相同循環(huán)次數(shù)下(例如：首次循環(huán)、第2次、......)的阻抗圖譜與其在相同循環(huán)次數(shù)下(例如：50次、100次、300次、......)的容量保持率之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。

3、依據(jù)2中總結(jié)的相同電芯在不同的循環(huán)次數(shù)下的阻抗圖譜變化規(guī)律和不同電芯在相同循環(huán)次數(shù)下容量保持率與首次充、放電后阻抗圖譜的半圓大小和圖形相對(duì)位置之間關(guān)系，通過(guò)阻抗圖譜的變化可以預(yù)測(cè)電芯的循環(huán)壽命。

4、建立不同電池材料體系、不同循環(huán)次數(shù)下電池容量保持率與某次阻抗圖譜的標(biāo)準(zhǔn)關(guān)系圖庫(kù)?？梢酝ㄟ^(guò)測(cè)試不同體系下新電芯的阻抗圖譜，比對(duì)標(biāo)準(zhǔn)圖預(yù)測(cè)電池在不同循環(huán)下容量保持率，近而預(yù)測(cè)電芯的壽命。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：

1)本發(fā)明通過(guò)對(duì)比阻抗圖譜與容量保持率的關(guān)系來(lái)推測(cè)不同電芯在不同循環(huán)次數(shù)時(shí)的容量保持率，具有普遍性，適用于各類型鋰離子電池。

2)本發(fā)明實(shí)施簡(jiǎn)單，試驗(yàn)成本低，易于推廣應(yīng)用。

3)本發(fā)明大大節(jié)省了目前測(cè)試電芯循環(huán)壽命所需的時(shí)間和人力、物力的損耗，同時(shí)為產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)的制程跟蹤控制等提供了極大的方便。

附圖說(shuō)明

圖1為同一電芯在不同循環(huán)下的阻抗圖譜

圖2為不同電芯首次阻抗圖譜

圖1和圖2中的阻抗圖譜中的r代表實(shí)部值，i代表虛部值的負(fù)數(shù)。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的說(shuō)明，但本發(fā)明并不局限于所列的實(shí)施例。

本發(fā)明通過(guò)測(cè)量不同電芯阻抗圖譜，對(duì)比圖譜的形狀、相對(duì)位置與容量保持率的關(guān)系來(lái)推測(cè)電芯在不同循環(huán)次數(shù)時(shí)的容量保持率，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)其循環(huán)壽命的預(yù)測(cè)。

選取某型號(hào)鋰離子電池5批次，每批電池15只電池進(jìn)行循環(huán)測(cè)試。分別測(cè)量每只電芯在60％soc下，不同循環(huán)次數(shù)下(首次、50次、100次、150次、......)的交流阻抗圖譜(如圖1)。圖1所示，同一只電池隨著循環(huán)的進(jìn)行，循環(huán)次數(shù)不斷增加，交流阻抗圖譜形狀、相對(duì)位置等呈現(xiàn)明顯的變化。通過(guò)不同批次多只電池的循環(huán)測(cè)試，總結(jié)出同一電芯在不同循環(huán)次數(shù)下(如：首次循環(huán)、第2次、......)阻抗圖譜變化趨勢(shì)與容量保持率的對(duì)應(yīng)關(guān)系，從而快速預(yù)測(cè)電池的循環(huán)壽命。

同時(shí)，也可通過(guò)對(duì)比不同電池某次循環(huán)下交流阻抗的區(qū)別，對(duì)應(yīng)出此循環(huán)次數(shù)下電池的的容量保持率。如圖2為同一型號(hào)兩只電池首次充放電后的交流阻抗圖譜，由圖可知兩只電池的交流阻抗圖具有不同的半圓大小和圖形相對(duì)位置。對(duì)這兩只電池進(jìn)行相同條件的循環(huán)性能測(cè)試，如表1，兩只電池的首次交流阻抗圖譜不同，相應(yīng)電池在不同循環(huán)次數(shù)下容量保持率也呈現(xiàn)一定的對(duì)應(yīng)關(guān)系。通過(guò)總結(jié)不同電芯在相同循環(huán)次數(shù)下容量保持率與首次充、放電后阻抗圖譜的半圓大小和圖形相對(duì)位置之間關(guān)系，可建立標(biāo)準(zhǔn)圖譜，通過(guò)對(duì)比首次循環(huán)阻抗圖譜，可以預(yù)測(cè)電芯的循環(huán)壽命。

表1：不同電池循環(huán)容量保持率對(duì)比

綜上所述，通過(guò)電芯某次(如首次)充、放電后的阻抗圖譜位置、與半圓大小與標(biāo)準(zhǔn)圖譜比對(duì)，可以預(yù)測(cè)電池的壽命。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)了一種鋰離子電芯循環(huán)壽命的方法，通過(guò)測(cè)量不同電芯阻抗圖譜，對(duì)比圖譜的形狀、相對(duì)位置與容量保持率的關(guān)系來(lái)推測(cè)電芯在不同循環(huán)次數(shù)時(shí)的容量保持率。本方法顯著縮短了電池循環(huán)壽命的評(píng)測(cè)時(shí)間，提高電柜的利用率，降低評(píng)測(cè)成本，同時(shí)縮短了產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的周期，對(duì)鋰電池的開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)都具有很大的意義。

技術(shù)研發(fā)人員：居亞蘭;于洪濤;和祥運(yùn);張海林;計(jì)結(jié)勝;王卡;張磊;李艷;王慧景
受保護(hù)的技術(shù)使用者：上海卡耐新能源有限公司;廣西卡耐新能源有限公司;南昌卡耐新能源有限公司
技術(shù)研發(fā)日：2016.03.01
技術(shù)公布日：2017.09.08