【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电池健康状态分析，具体而言，涉及一种电池soh分析方法及其应用。
技术介绍
1、随着电动汽车的快速普及，人们对电池安全问题越来越重视，动力电池不仅是电动汽车的主要动力来源和核心零部件，也是其快速发展的主要技术壁垒。锂电池以其高能量密度、高循环寿命、高环保等优点，在手机、电动车、移动电源等多个领域得到广泛应用。
2、目前，在表征锂离子电池材料微观形貌和结构的过程中，存在一些问题。例如，许多电池组件，如荷电态的电极片、锂金属电极、有机液体电解质、固体电解质界面层(solid-electrolyte interface，sei)等，由于样品不耐电子束辐照，使得获得的数据信息受制样、观察过程中周围环境因素影响，无法真实可靠；另一方面，使用常规的扫描电镜观察锂离子电池电化学循环后的状态，通常为半原位式，即将电化学循环后的电池拆卸，分离清洗后再进行表征，在这个过程中容易产生污染，脱离了反应最真实的状态；此外，目前常用来表征电极微观形貌的手段，如扫描电子显微镜、原子力显微镜等，受限于表征手段本身性质，只能观察材料表面，无法观察到电极材料内部的形貌结构。
3、锂离子电池材料制样困难、对环境要求苛刻等特点对分析表征设备提出了更高的要求。聚焦离子束-扫描电镜双束系统(focused ion beam-scanning electronmicroscopy，fib-sem)作为重要的微纳米尺度精细加工设备，可以实现定点刻蚀加工、沉积、原位分析等功能。
4、传统的电芯热失控分析都是对热失控后的动力电池电
5、有鉴于此，特提出本专利技术。
技术实现思路
1、本专利技术的第一目的在于提供一种电池soh分析方法，通过建立锂电池sei增长和锂沉积两阶段循环老化预测模型，能快速准确预测锂离子电池的循环寿命，并快速识别循环老化过程两阶段的转折点，降低了由于大样本实验测试导致的人员和样本损耗，及相关检测物资的成本和时间成本。
2、本专利技术的第二目的在于提供电池soh分析方法在锂离子电池实时检测或监控中的应用，通过构建预测两阶段老化过程和转折点的经验模型，更好地找到动力电池电芯热失控等问题的真因，从根本上对症下药，可有效解决电池故障问题。
3、为了实现本专利技术的上述目的，特采用以下技术方案：
4、本专利技术首先提供了一种电池soh分析方法，包括如下步骤：
5、建立不同条件下容量衰退对循环次数的依赖关系；其中，所述条件包括充电倍率、温度、soc区间、以及负极容量与正极容量之比中的至少一种；所述容量衰退包括sei膜增长引起的容量衰退和锂沉积引起的容量衰退；
6、对所述依赖关系进行优化，获得不同条件下的sei膜增长老化半经验模型qsei和锂沉积老化半经验模型qli；
7、将同一条件下的所述qsei和所述qli进行加和，得到循环寿命模型qtotal。
8、进一步地，所述建立不同条件下容量衰退对循环次数的依赖关系的方法包括：对充电倍率、温度、soc区间、以及负极容量与正极容量之比中的至少一种、循环次数和容量衰退进行非线性拟合，获得非线性拟合函数；其中，自变量包括充电倍率、温度、soc区间、以及负极容量与正极容量之比中的至少一种，以及循环次数；因变量为容量衰退。
9、进一步地，所述对所述依赖关系进行优化的方法包括：采用非线性最小二乘方法，对所述非线性拟合函数进行优化。
10、进一步地，所述非线性拟合函数的类型包括幂函数。
11、进一步地，所述非线性拟合函数的类型包括带有常数项的幂函数。
12、进一步地，所述建立不同条件下容量衰退对循环次数的依赖关系具体包括：分别建立不同条件下sei膜增长引起的容量衰退对循环次数的依赖关系以及不同条件下锂沉积引起的容量衰退对循环次数的依赖关系。
13、其中，所述建立不同条件下sei膜增长引起的容量衰退对循环次数的依赖关系的方法包括：建立sei膜增长引起的容量衰退对循环次数和充电倍率的依赖关系，或者，建立sei膜增长引起的容量衰退对循环次数和温度的依赖关系，或者，建立sei膜增长引起的容量衰退对循环次数和soc区间的依赖关系，或者，建立sei膜增长引起的容量衰退对循环次数和负极容量与正极容量之比的依赖关系，或者，建立sei膜增长引起的容量衰退对循环次数、充电倍率、温度、soc区间、以及负极容量与正极容量之比的依赖关系。
14、所述建立不同条件下锂沉积引起的容量衰退对循环次数的依赖关系的方法包括：建立锂沉积引起的容量衰退对循环次数和充电倍率的依赖关系，或者，建立锂沉积引起的容量衰退对循环次数和温度的依赖关系，或者，建立锂沉积引起的容量衰退对循环次数和soc区间的依赖关系，或者，建立锂沉积引起的容量衰退对循环次数和负极容量与正极容量之比的依赖关系，或者，建立锂沉积引起的容量衰退对循环次数、充电倍率、温度、soc区间、以及负极容量与正极容量之比的依赖关系。
15、进一步地，通过实验数据对基于所述循环寿命模型的分析结果进行验证。
16、进一步地，通过聚焦离子束扫描电子显微镜对基于所述循环寿命模型的分析结果进行验证。
17、进一步地，采用离子束对样品进行连续切片和成像，获得一系列连续图像，通过图像分析并与实验数据进行比对，对所述分析结果进行验证。
18、进一步地，结合数据驱动模型，改进所述sei膜增长老化半经验模型qsei、所述锂沉积老化半经验模型qli和所述循环寿命模型qtotal中的至少一项。
19、本专利技术进一步提供了所述电池soh分析方法在锂离子电池实时检测或监控中的应用。
20、与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
21、(1)本专利技术提供的电池soh分析方法，通过建立锂电池sei增长和锂沉积两阶段循环老化预测模型，能快速准确预测锂离子电池的循环寿命，并快速识别循环老化过程两阶段的转折点，降低了由于大样本实验测试导致的人员和样本损耗，及相关检测物资的成本和时间成本。本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种电池SOH分析方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述电池SOH分析方法，其特征在于，所述建立不同条件下容量衰退对循环次数的依赖关系的方法包括：对充电倍率、温度、SOC区间、以及负极容量与正极容量之比中的至少一种、循环次数和容量衰退进行非线性拟合，获得非线性拟合函数；其中，自变量包括充电倍率、温度、SOC区间、以及负极容量与正极容量之比中的至少一种，以及循环次数；因变量为容量衰退。
3.根据权利要求2所述电池SOH分析方法，其特征在于，所述对所述依赖关系进行优化的方法包括：采用非线性最小二乘方法，对所述非线性拟合函数进行优化。
4.根据权利要求2所述电池SOH分析方法，其特征在于，所述非线性拟合函数的类型包括幂函数。
5.根据权利要求4所述电池SOH分析方法，其特征在于，所述非线性拟合函数的类型包括带有常数项的幂函数。
6.根据权利要求1所述电池SOH分析方法，其特征在于，所述建立不同条件下容量衰退对循环次数的依赖关系具体包括：分别建立不同条件下SEI膜增长引起的容量衰退对循环次数的依赖关系以及不
7.根据权利要求1所述电池SOH分析方法，其特征在于，通过实验数据对基于所述循环寿命模型的分析结果进行验证。
8.根据权利要求7所述电池SOH分析方法，其特征在于，通过聚焦离子束扫描电子显微镜对基于所述循环寿命模型的分析结果进行验证。
9.根据权利要求8所述电池SOH分析方法，其特征在于，采用离子束对样品进行连续切片和成像，获得一系列连续图像，通过图像分析并与实验数据进行比对，对所述分析结果进行验证。
10.根据权利要求1所述电池SOH分析方法，其特征在于，结合数据驱动模型，改进所述SEI膜增长老化半经验模型QSEI、所述锂沉积老化半经验模型QLi和所述循环寿命模型Qtotal中的至少一项。
11.如权利要求1～10任一项所述电池SOH分析方法在锂离子电池实时检测或监控中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种电池soh分析方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述电池soh分析方法，其特征在于，所述建立不同条件下容量衰退对循环次数的依赖关系的方法包括：对充电倍率、温度、soc区间、以及负极容量与正极容量之比中的至少一种、循环次数和容量衰退进行非线性拟合，获得非线性拟合函数；其中，自变量包括充电倍率、温度、soc区间、以及负极容量与正极容量之比中的至少一种，以及循环次数；因变量为容量衰退。
3.根据权利要求2所述电池soh分析方法，其特征在于，所述对所述依赖关系进行优化的方法包括：采用非线性最小二乘方法，对所述非线性拟合函数进行优化。
4.根据权利要求2所述电池soh分析方法，其特征在于，所述非线性拟合函数的类型包括幂函数。
5.根据权利要求4所述电池soh分析方法，其特征在于，所述非线性拟合函数的类型包括带有常数项的幂函数。
6.根据权利要求1所述电池soh分析方法，其特征在于，所述建立不同条件下容量衰退对循...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈雷，李雪，王书洋，刘涛，孙士杰，潘垂宇，朱琦，陈旭东，
申请(专利权)人：中国第一汽车股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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