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恒壓充電階段鋰離子電池狀態(tài)的測(cè)定

由于鋰離子電池在能量和功率密度、循環(huán)壽命、安全性和可靠性方面提供了非常高的性能，因此其在電動(dòng)汽車(chē)和混合動(dòng)力汽車(chē)上得到廣泛應(yīng)用。研究了電池管理系統(tǒng)（BMS），其可明確電池充電狀態(tài)和健康狀態(tài)以準(zhǔn)確了解電池的動(dòng)態(tài)衰減問(wèn)題。精確預(yù)測(cè)電池使用壽命是必要的。

將電池分別存放于3種不同的溫度（30、45、60℃），每種溫度下充電狀態(tài)分別為30%、65%和100%。在電池的整個(gè)老化測(cè)試中，電池健康狀況通過(guò)周期性特征檢查進(jìn)行監(jiān)測(cè)，這不僅基于電池容量測(cè)量，而且還取決于一系列25℃下電化學(xué)阻抗譜。

目前，市場(chǎng)上大部分化學(xué)電池采用恒定電流-恒定電壓（CCCV）充電形式。本文選取4種電池觀察其周期性特性，隨著時(shí)間的增加，恒流模式的電池放電容量持續(xù)降低。通過(guò)對(duì)幾個(gè)老化后的電池進(jìn)行技術(shù)分析，證實(shí)電池的老化源是可循環(huán)鋰在負(fù)電極消耗損失導(dǎo)致的，由于這種反應(yīng)是不可逆的，因此并不是所有的可循環(huán)鋰回到陽(yáng)極后都會(huì)造成鋰濃度在該電極的降低。

（CC-CV）包括兩部分：①以恒定電流對(duì)電池充電直到其達(dá)到最大電壓即截止電壓；②該電池保持在浮動(dòng)模式，直到電流達(dá)到最小閾值，該最小閾值通常與電池最大充電速率成一定比例關(guān)系，通常是C/10～C/30，C為最大充電速率。

根據(jù)電池技術(shù)，在CV充電階段對(duì)鋰鎳錳鈷氧化物、鋰鎳鈷氧化鋁和鋰離子錳電池的健康狀態(tài)是十分有用的；但在磷酸鐵鋰電池的情況下，CV充電階段持續(xù)時(shí)間的簡(jiǎn)單計(jì)算相比于經(jīng)典放電容量測(cè)量準(zhǔn)確。因此，CV充電階段數(shù)據(jù)有助于確定電池的健康狀態(tài)。

刊名：Journal of Power Sources（英）

刊期：2014年第258期

作者：Akram Eddahech et al

編譯：王迪