鋰離子電池使用過程中不可避免的老化和性能衰減嚴(yán)重威脅了電動汽車對動力電池系統(tǒng)的長壽命以及高可靠性要求,電池老化和壽命問題已成為制約電動汽車大規(guī)模發(fā)展的瓶頸之一。明晰電池在各種使用條件下的老化機理,研究電池老化與健康狀態(tài)診斷方法以及電池壽命評估方法,對實現(xiàn)動力電池系統(tǒng)的耐久性管理具有重要意義。影響電池老化的因素繁多且相互耦合,電池內(nèi)部的老化狀態(tài)難以直接測量,這無疑給研究電池老化和壽命問題帶來了極大挑戰(zhàn)。本文以三元電池為研究對象,對不同廠家的四款電池進(jìn)行了各種條件下的循環(huán)老化試驗,在積累的大量電池衰退數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上,圍繞電池實車運行時老化導(dǎo)致的耐久性管理難題,對動力鋰離子電池的老化模式分析、壽命快速評估、健康狀態(tài)診斷以及老化機理建模等幾方面內(nèi)容進(jìn)行了深入的研究,主要研究內(nèi)容如下:（1）基于容量增量分析法和正負(fù)電極相變特性,確立電池容量增量曲線下包絡(luò)的各部分區(qū)域與正負(fù)電極各相變階段的對應(yīng)關(guān)系,解耦正極和負(fù)極活性材料損失對容量增量曲線隨老化演變的影響機制,繼而從曲線上提取了可以反映電池內(nèi)部各種老化模式的特征參數(shù)集,建立電池健康狀態(tài)多指標(biāo)表征參數(shù)體系,豐富了健康狀態(tài)表征的內(nèi)涵,為電池老化模式識別奠... 

【文章來源】：北京交通大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：188 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

圖１１６］??Ｆｉｇ?１－１?Ｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎ?ｍｅｃｈａｎｉｓｍｓ?ｏｆ?Ｌｉ－ｉｏｎ?ｂａｔｔｅｒｉｅｓ?［１６１??，

?Ｖ＊?％??ａｎｄｐ，ｅ〇ｐｒｔ？ｌ．ｏｎ?ａｎｄｔ？．ｌ＜Ｊ＾ｐ?ｔｏｌｍ３ｔ（０ｎ??圖丨－１鋰離子電池老化機理示意圖１１６］??Ｆｉｇ?１－１?Ｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎ?ｍｅｃｈａｎｉｓｍｓ?ｏｆ?Ｌｉ－ｉｏｎ?ｂａｔｔｅｒｉｅｓ?［１６１??鋰離子電池實際使用過程中的老化包括兩種類型，即日歷老化和循環(huán)老??化。日歷老化指的是電池擱置過程中，其容量隨著擱置時間增加而緩慢下降??的現(xiàn)象。在電池擱置過程中，起主導(dǎo)作用的老化因素是負(fù)極ＳＥＩ膜緩慢增厚??副反應(yīng)所導(dǎo)致的ＬＬＩ，主要受電池擱置ＳＯＣ和環(huán)境溫度等因素的影響，一般??來說擱置ＳＯＣ越高、存儲溫度越高則電池的日歷老化相應(yīng)也就越快％，３９］。德??國慕尼黑工業(yè)大學(xué)Ｋｅｉｌ等的研究進(jìn)一步表明鋰離子電池的日歷老化速度與擱??置ＳＯＣ并不呈現(xiàn)正比關(guān)系，在擱置ＳＯＣ位于３０％￣６０％區(qū)間時，日歷老化速??度基本相等，而６０％?ＳＯＣ之后，日歷老化速度隨ＳＯＣ升高而快速增加，這??是因為影響ＳＥＩ膜增厚副反應(yīng)的本質(zhì)因素是負(fù)極平衡電勢

?北京交通大學(xué)博士學(xué)位論文???離子在電池內(nèi)部分布不均是導(dǎo)致電池老化的主要原因［６８］。歐洲委員會聯(lián)合研究中??心的Ｐｆｒａｎｇ利用ＣＴ對鋰離子電池循環(huán)過程中的衰減機理進(jìn)行了研究，結(jié)果表面??長期循環(huán)后的形變會導(dǎo)致正極活性物質(zhì)從集流體剝落，引起容量加速衰降［６９］。文??獻(xiàn)Ｐ〇，?７１］通過在電池內(nèi)部埋入光柵實現(xiàn)了對電池健康狀態(tài)的直接監(jiān)測。但是，這??些先進(jìn)的檢測方法實現(xiàn)成本較高，且無法在實車電池管理系統(tǒng)中進(jìn)行應(yīng)用，僅限??于在實驗室對電池老化進(jìn)行分析。??（ａ）?Ｆａｔｉｇｕｅｄ?ｃｅｌｌ?（ｂ）?二??７ｃｈａｒｅｉｓｃｈａｒｅｄ?ｓ？ｐ？ｒａ！〇ｒ？－?＾???；??


本文編號：2934884