[发明专利]一种锂离子电池满电荷存储寿命评价方法

摘要

本发明公开了一种锂离子电池满电荷存储寿命评价方法，步骤包括将评价锂离子电池满电荷状态的电池样品在多个存储温度值T下存储指定的取样时间t获取容量损失率Q并生成实验数据；建立容量衰减老化模型，确定模型参数ρ和模型参数a的值；基于每一个存储温度值T下模型参数a是否满足阿伦尼乌斯公式来判断存储温度范围的选择合理性；统计得出模型参数A、B的均值和标准差；将模型参数ρ的值以及模型参数A、B的均值代入模型进行拟合优度判断；拟合优度满足后，对待评价锂离子电池在常温下的寿命进行预测获取寿命分布图。本发明具有寿命评价原理充分、高数据可信度和高精度、简单易行、易于实现、评价时间短、应用范围广的优点。

主权项

一种锂离子电池满电荷存储寿命评价方法，其特征在于步骤包括：1)根据待评价锂离子电池的存储最低温度和电解液分解温度确定存储温度范围，在存储温度范围内根据预设的温度间隔选取多个存储温度值T，将评价锂离子电池满电荷状态的电池样品在多个存储温度值T下存储指定的取样时间t，每一个存储温度值T下的每一种取样时间t作为一个取样点，每一个取样点对应至少一个电池样品，获取每一个取样点下电池样品的容量损失率Q生成实验数据；2)建立式(1)所示容量衰减老化模型，在所述实验数据的基础上考虑实验误差，并利用式(1)所示容量衰减老化模型确定模型参数ρ的值；在确定模型参数ρ的值的基础上，利用origin软件的非线性曲线功能对式(1)所示容量衰减老化模型进行拟合，得到每一个存储温度值T下的模拟曲线和模型参数a的值；式(1)中，Q表示电池样品的容量损失率，T表示存储温度值，t表示取样时间，a、ρ、A、B均为待求解的模型参数；3)基于每一个存储温度值T下的模型参数a是否满足阿伦尼乌斯公式来判断存储温度范围的选择合理性，如果合理则确定实验数据中容量损失率Q、存储温度值T、取样时间t的误差范围并跳转执行步骤4)；如果不合理，则从实验数据舍去最高的一个存储温度值T的取样点数据，跳转执行步骤3)；4)将实验数据中容量损失率Q、存储温度值T、取样时间t以及模型参数ρ的值代入式(2)所示方程式得到模型参数A、B的值，并利用Monte Carlo方法基于所述实验数据中容量损失率Q、存储温度值T、取样时间t的误差范围得出n组模型参数A、B的值，对n组模型参数A、B的值进行统计得出模型参数A、B的均值和标准差；x＝(RTR)‑1RTQ  (2)式(2)中，RT表示矩阵R的转置矩阵，矩阵Q的表达式如式(3)所示，矩阵R的表达式如式(4)所示，矩阵x的表达式如式(5)所示；式(3)中，Q11表示第一个存储温度值T11下第一个取样时间t11对应的容量损失率，Qmn表示第m个存储温度值Tmn下第n个取样时间tmn对应的容量损失率；式(4)中，T11表示第一个存储温度值，Tmn表示第m个存储温度值，t11表示第一个存储温度值T11下的第一个取样时间t11，tmn表示第m个存储温度值Tmn下的第n个取样时间；式(5)中，x表示式(2)中的矩阵，ρ、A、B均为待求解的模型参数；5)将模型参数ρ的值以及模型参数A、B的均值代入式(1)所示容量衰减老化模型，并利用origin曲线拟合进行曲线拟合，判断拟合得到曲线的可决系数R2是否大于预设的阈值，如果大于预设的阈值则判定拟合优度满足要求，跳转执行步骤6)；否则判定拟合优度不满足要求，调整容量损失率Q、存储温度值T、取样时间t的误差范围，跳转执行步骤4)；6)根据所述模型参数A、B的均值及标准差确定模型参数A、B的取值区间，在所述取值区间内，将模型参数A、B的取值根据已知的标准差求解在预设的置信度下均值的置信区间方式进行随机取值，得到多组模型参数A、B的取值；通过Monte Carlo的方法将模型参数ρ的值以及所述多组模型参数A、B的取值代入式(1)所示容量衰减老化模型对待评价锂离子电池在常温下的寿命进行预测，得到待评价锂离子电池的寿命分布图。