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如何预测电动车电池寿命?科学家开发新方法测量电阻

前瞻网    2021-10-26 13:34

 

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随着对电动汽车电池需求的持续增长,密歇根大学(University of Michigan)的研究人员已经开发出一种方法,可用于预测制造工艺和材料的变化,将如何影响电池的寿命。

密歇根大学的工程师已经确定,在电池制成后立即测量内阻,是衡量电池寿命的一个关键指标。测量可以在制造过程的尾部几秒钟内完成,几乎不需要额外的成本。

以往的研究表明,寿命预测是可能的,但它需要反复循环——充电、放电和再充电,以收集训练算法所需的数据,确定寿命所需的老化测试可能需要数周至数月才能完成。

近日,这项新研究表明,准确的电池寿命可以在一个电阻测量的帮助下进行预测,或者说是对电池在多大程度上抵制其内部电流流动的一种测量。该电阻可能来自内部组件的材料,或者影响离子在电池电极之间移动的电化学因素。在低电荷水平下测量电阻是关键。

研究人员表示,原则上,在低电荷状态下的电阻测量可以在没有任何循环的情况下获得,使模型训练过程更快。

为什么电阻对电池寿命估算来说是一个很好的晴雨表?因为它可以表明有多少锂与液态电解质融合,液态电解质将离子从电池内的一个电极输送到另一个电极。这种结合层被称为固体电解质间相,可以保护电极的表面,使其寿命更长。

而进入固体电解质间相的锂数量通常难以测量。但在低充电状态下,电池的内阻与进入固体电解质间相锂的数量密切相关。这提供了一个方法,可以快速测量其保护层,以及用普通设备测量电池的工作能力。

研究人员表示,汽车制造商一直在努力降低生产汽车的成本,而现在,他们正在寻求使电动车电池尽可能具有成本效益。因此,研究中试图回答的问题是:在制造过程本身,你能多快地了解电池的使用寿命?

而事实证明,可以立即了解电池寿命。如果你知道在高通量测试中可以获得的关键信号。找到这种关键的可测量特征,可以简单地用于持续改进和扩大电池制造的规模。

题为Predicting the Impact of Formation Protocols on Battery Lifetime Immediately After Manufacturing的相关研究论文发表在《SSRN电子杂志》上。

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责任编辑: 3976DBC

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