CN116203441A - 锂离子电池温熵系数的测试方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种锂离子电池温熵系数的测试方法及装置,所述方法包括:分别测试待测锂离子电池的正负极半电池在不同SOC下的多个开路电压以及全电池在不同SOC下的多个电路电压;根据开路电压和电路电压,辨识出正负极的起始嵌锂态;分别测试待测锂离子电池的正负极半电池在不同温度、不同SOC下的多个温熵系数;将正极半电池的多个温熵系数插值成正极嵌锂态SOL的函数,同理生成负极嵌锂态SOL的函数;根据正负极的起始嵌锂态以及生成的两个函数,得到待测锂离子电池的温熵系数。本发明提供的方法,若使用正负极的材料不变,则只需测量一次正负半电池的温熵系数,其可以计算出全电池的温熵系数,实现了加速产品开发进度。
Description
技术领域
本发明涉及锂离子电池热安全分析技术领域,特别是涉及一种锂离子电池温熵系数的测试方法、装置、终端设备及存储介质。
背景技术
随着电动汽车保有量的提升,动力电池安全事故频有报道,严重影响电动汽车渗透率进一步提升。电动汽车安全事故大部分来自于电池在工作过程中的产热问题,因此汽车动力电池在设计的时候,需要重点关注电芯的产热相关参数。
锂离子电池在工作中的产热分为可逆热与不可逆热,不可逆与电芯的内阻直接相关,通常可以快速的进行测量,而可逆热部分受温熵系数影响,所以要想确认一款电芯的产热量,必须对电芯的温熵系数进行准确测量。
现行温熵系数的测试方法主要有两类,其中一类是直接测量法,即测量电芯在不同温度下的开路电压,例如在专利CN114883680A、CN110361662A、CN109814037A中,均采用的是在不同SOC、温度下的全电池电压或者对参比电极的电压来计算温熵系数。另一类方法是间接测量法,例如在专利CN105259510A中,使用ARC测量电芯在正弦交流电(振幅:Iamp,频率:f)扰动下的温升,然后使用傅里叶变换分离得到正弦频率f一致的温度振幅数据,根据公式计算温熵系数。
当电芯设计发生轻微变更后,电芯正负极的匹配情况会发生改变,导致电芯的温熵系数也会跟着发生改变。若使用上述已报道的方法进行测试,那么电芯每一次轻微的设计改动都需要将温熵系数新测试一次,浪费测试资源,拖慢产品开发进度。
发明内容
有鉴于此,本发明提供了一种锂离子电池温熵系数的测试方法、装置、终端设备及存储介质,通过分别测量正、极半电池的温熵系数,然后通过正、负极的电极平衡合成全电池的温熵系数。当电芯设计发生变更后,使用该正、负极材料的电池的温熵系数可以直接合成,无需重复测试,极大的降低了测试量,实现了加速产品开发进度,节约了研发投入。
本发明的第一个目的在于提供一种锂离子电池温熵系数的测试方法。
本发明的第二个目的在于提供一种锂离子电池温熵系数的测试装置。
本发明的第三个目的在于提供一种终端设备。
本发明的第四个目的在于提供一种存储介质。
本发明的第一个目的可以通过采取如下技术方案达到:
一种锂离子电池温熵系数的测试方法,所述方法包括:
分别测试待测锂离子电池的正极半电池以及负极半电池在不同SOC下的多个开路电压;
测试待测锂离子电池的全电池在不同SOC下的多个电路电压;
根据测试的正极半电池以及负极半电池的多个开路电压和全电池的多个电路电压,辨识出待测锂离子电池正、负极的起始嵌锂态,实现待测锂离子电池的全电池的电极平衡;
分别测试待测锂离子电池的正极半电池以及负极半电池在不同温度、不同SOC下的多个温熵系数;将正极半电池的多个温熵系数插值成正极嵌锂态SOL的函数,同理将负极半电池的多个温熵系数插值成负极嵌锂态SOL的函数;
根据正、负极的起始嵌锂态以及插值成正、负极嵌锂态SOL的函数,得到待测锂离子电池的温熵系数。
进一步的,所述根据测试的正极半电池以及负极半电池的多个开路电压和多个电路电压,辨识出待测锂离子电池正、负极的起始嵌锂态,包括:
OCV_sim(SOC)=OCP_pos(SOL_pos)-OCP_neg(SOL_neg)+V_Rs
其中,Q_cell为测试待测锂离子电池的全电池的电路电压时的最大充电容量,单位为Ah;SOL_pos_0为全电池SOC=0时正极嵌锂态;SOL_neg_0为全电池SOC=0时负极嵌锂态;Q_pos为全电池中正极材料的理论容量,单位为Ah;Q_neg为全电池中负极材料的理论容量,单位为Ah;SOL_pos为全电池荷电态为SOC时正极嵌锂态,函数OCP_pos(SOL_pos)由正极半电池的多个开路电压确定;SOL_neg为全电池荷电态为SOC时负极嵌锂态,函数OCP_neg(SOL_neg)由负极半电池的多个开路电压确定;函数OCV_exp(SOC)由多个电路电压确定;V_Rs为测试半电池的开路电压过程中由于欧姆内阻造成的电压降,单位为V;
以函数Object取最小值为目标进行优化辨识得到SOL_pos_0和SOL_neg_0。
进一步的,所述函数OCP_pos(SOL_pos)由正极半电池的多个开路电压确定,包括:
将正极半电池在不同SOC下的多个开路电压插值成SOL的函数,记为OCP_pos(SOL_pos),其中SOL_pos的值根据下式计算:
其中,Q_ideal_pos为正极材料的理论最大比容量,单位通常为mAh/g;Q_max_pos为测试正极半电池的开路电压过程中最大充电比容量,单位通常为mAh/g;x表示充电比容量与最大充电比容量的比值;
同理,将负极半电池在不同SOC下的多个开路电压插值成SOL的函数,记为OCP_pos(SOL_neg),其中SOL_neg的值根据下式计算:
其中,Q_ideal_neg为负极材料的理论最大比容量,单位通常为mAh/g;Q_max_neg为测试负极半电池的开路电压过程中最大充电比容量,单位通常为mAh/g。
进一步的,所述函数OCV_exp(SOC)由多个电路电压确定,具体为:
将不同SOC下的多个电路电压插值成SOC的函数,记为OCV_exp(SOC)。
进一步的,所述根据正、负极的起始嵌锂态以及插值成正、负极嵌锂态SOL的函数,得到待测锂离子电池的温熵系数,包括:
根据正、负极的起始嵌锂态,得到全电池荷电态为SOC时的正、负极嵌锂态;
将正极嵌锂态代入插值成正极嵌锂态SOL的函数中,将负极嵌锂态代入插值成负极嵌锂态SOL的函数中,将第一个函数的结果减去第二个函数的结果得到待测锂离子电池的温熵系数。
其中,Q_ideal_pos为正极材料的理论最大比容量,单位通常为mAh/g;Q_max_pos为测试正极半电池的开路电压过程中最大充电比容量,单位通常为mAh/g;x表示充电比容量与最大充电比容量的比值,取多个不同的确定值;
其中,Q_ideal_neg为负极材料的理论最大比容量,单位通常为mAh/g;Q_max_neg为测试负极半电池的开路电压过程中最大充电比容量,单位通常为mAh/g。
进一步的,在测试待测锂离子电池的正极半电池以及负极半电池在不同SOC下的多个开路电压的过程中,恒流充放电的电流为:0.01-0.04C,静置时间为:20-120min。
进一步的,在测试全电池在不同SOC下的多个电路电压的过程中,恒流充放电的电流不超过0.04C。
进一步的,所述方法还包括:若待测锂离子电池电芯中的正、负极材料不变,当电芯设计发生变更,则:
根据电芯设计发生变更的待测锂离子电池重新测试的正、负极半电池的多个开路电压以及全电池的多个电路电压,辨识出正、负极的起始嵌锂态;
根据所述正、负极的起始嵌锂态以及待测锂离子电池插值成正、负极嵌锂态SOL的函数,得到电芯设计发生变更的待测锂离子电池的温熵系数。
进一步的,所述方法还包括:若另一待测温熵系数的锂离子电池与所述待测待测锂离子电池电芯中的正负极材料相同,则:
根据另一待测温熵系数的锂离子电池测试的正、负极半电池的多个开路电压以及全电池的多个电路电压,辨识出正、负极的起始嵌锂态;
根据所述正、负极的起始嵌锂态以及待测锂离子电池插值成正、负极嵌锂态SOL的函数,得到另一待测温熵系数的锂离子电池的温熵系数。
本发明的第二个目的可以通过采取如下技术方案达到:
一种锂离子电池温熵系数的测试装置,所述装置包括:
第一测试模块,用于分别测试待测锂离子电池的正极半电池以及负极半电池在不同SOC下的多个开路电压;
第二测试模块,用于测试待测锂离子电池的全电池在不同SOC下的多个电路电压;
辨识模块,用于根据测试的正极半电池以及负极半电池的多个开路电压和全电池的多个电路电压,辨识出待测锂离子电池正、负极的起始嵌锂态,实现待测锂离子电池的全电池的电极平衡;
插值模块,用于分别测试待测锂离子电池的正极半电池以及负极半电池在不同温度、不同SOC下的多个温熵系数;将正极半电池的多个温熵系数插值成正极嵌锂态SOL的函数,同理将负极半电池的多个温熵系数插值成负极嵌锂态SOL的函数;
温熵系数计算模块,用于根据正、负极的起始嵌锂态以及插值成正、负极嵌锂态SOL的函数,得到待测锂离子电池的温熵系数。
本发明的第三个目的可以通过采取如下技术方案达到:
一种终端设备,包括处理器以及用于存储处理器可执行程序的存储器,所述处理器执行存储器存储的程序时,实现上述的测试方法。
本发明的第四个目的可以通过采取如下技术方案达到:
一种存储介质,存储有程序,所述程序被处理器执行时,实现上述的测试方法。
本发明相对于现有技术具有如下的有益效果:
本发明提供的锂离子电池温熵系数的测试方法、装置、终端设备及存储介质,只需测量一次正负半电池的温熵系数,后续使用该正负极材料的电池,其温熵系数都可以直接合成,无需重复测试,极大的降低了测试量,实现了加速产品开发进度,节约研发投入。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1为本发明实施例1的锂离子电池温熵系数的测试方法的流程图。
图2为本发明实施例2的负极半电池OCP示意图。
图3为本发明实施例2的正极半电池OCP示意图。
图4为本发明实施例2的正极半电池温熵系数示意图。
图5为本发明实施例2的负极半电池温熵系数示意图。
图6为本发明实施例2的电极平衡辨识结果示意图。
图7为本发明实施例2的合成全电池温熵系数结果示意图。
图8为本发明实施例3的锂离子电池温熵系数的测试装置的结构框图。
图9为本发明实施例4的终端设备的结构框图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例,基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。应当理解,描述的具体实施例仅仅用以解释本申请,并不用于限定本申请。
实施例1:
针对每一次电动汽车中锂离子电池的电芯设计发生轻微更改,导致温熵系数需要重新测试的问题,本发明提供了一种通过分别测量正负极半电池的温熵系数,然后通过正负极的电极平衡合成全电池的温熵系数的方法。
如图1所示,本实施例提供的锂离子电池温熵系数的测试方法,主要包括以下步骤:
S101、分别制作正极材料、负极材料的半电池。
其中,半电池的对电极采用锂片。
本实施例将三元正极材料和石墨分别制作扣式半电池。
S102、测试相应半电池的开路电压OCP,将OCP插值成SOL的函数。
恒流充电至上限电压,随后静置,恒流放电至下限电压。其中,恒流充放电的电流大小为:0.01-0.04C,静置时间为:20min-120min。
将所测正负极OCP插值成SOL的函数,记作:OCP_pos(SOL_pos)和OCP_neg(SOL_neg),其中SOL值按公式(1)计算:
其中,Q_ideal为对应正负极材料的理论最大比容量,单位通常为mAh/g;Q_max为测试过程中最大充电比容量,单位通常为mAh/g;x表示充电比容量与最大充电比容量的比值。
S103、测试相应半电池的温熵系数,将温熵系数插值成SOL的函数。
依次调整半电池温度为0℃、10℃、25℃、35℃、45℃,依次调整待测半电池的嵌锂态SOL,其中x为0%、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、100%;
S104、测试需要测量温熵系数的全电池的电路电压OCV,将OCV插值成SOC的函数。
恒流充放电电流小于0.04C,所测OCV插值成SOC的函数,记为OCV_exp(SOC),其中SOC的计算方式为测试时充电容量与最大充电容量(记为:Q_cell)的比值。
S105、根据OCP插值成SOL的函数和OCV插值成SOC的函数,通过优化算法辨识出正负极的起始嵌锂态,实现全电池的电极平衡。
使用优化算法以公式(5)中函数Object取最小值为目标进行优化辨识得到SOL_pos_0、SOL_neg_0、V_Rs三个参数。
优化算法包括最小二乘法和粒子群算法、遗传算法等启发式算法;
OCV_sim(SOC)=OCP_pos(SOL_pos)-OCP_neg(SOL_neg)+V_Rs (4)
其中Q_cell为步骤(4)中测OCV时的最大充电容量,单位通常为Ah;SOL_pos_0为全电池SOC=0时正极嵌锂态;SOL_neg_0为全电池SOC=0时负极嵌锂态;SOL_pos为全电池荷电态为SOC时正极嵌锂态;SOL_neg为全电池荷电态为SOC时负极嵌锂态;Q_pos为全电池中正极材料的理论容量,单位通常为Ah;Q_neg全电池中负极材料的理论容量,单位通常为Ah;V_Rs为步骤(2)中半电池测试过程中由于欧姆内阻造成的电压降,单位通常为V。
S106、根据辨识出的正负极的起始嵌锂态以及温熵系数插值成SOL的函数,合成得到全电池的温熵系数。
将辨识出的正负极的起始嵌锂态代入公式(2)、(3),得到全电池荷电态为SOC时正极嵌锂态SOL_pos和全电池荷电态为SOC时负极嵌锂态SOL_neg;
再将SOL_pos和SOL_neg代入如下公式中,合成得到全电池的温熵系数:
其中,温熵系数的单位通常为:mV/K。
本实施例还提供了另一种锂离子电池温熵系数的测试方法,包括:
若待测锂离子电池电芯中的正、负极材料不变,当电芯设计发生变更,则:
根据电芯设计发生变更的待测锂离子电池重新测试的正、负极半电池的多个开路电压以及全电池的多个电路电压,辨识出正、负极的起始嵌锂态;
根据所述正、负极的起始嵌锂态以及第一个锂离子电池温熵系数的测试方法生成的正、负极嵌锂态SOL的函数,得到电芯设计发生变更的待测锂离子电池的温熵系数。
本实施例还提供了另一种锂离子电池温熵系数的测试方法,包括:
根据另一待测温熵系数的锂离子电池测试的正、负极半电池的多个开路电压以及全电池的多个电路电压,辨识出正、负极的起始嵌锂态;
根据所述正、负极的起始嵌锂态以及第一个锂离子电池温熵系数的测试方法生成的正、负极嵌锂态SOL的函数,得到另一待测温熵系数的锂离子电池的温熵系数。
实施例2:
本实施例通过分别测量正负极半电池温熵系数,然后通过正负极的电极平衡合成全电池温熵系数的方法,该方法主要包括以下几个步骤:
(1)将三元正极材料和石墨分别制作扣式半电池。
(2)分别对正、负极扣式半电池进行OCP测试。
(2-1)将步骤(1)中的正极扣式半电池按以下工步进行OCP测试:
①以0.04C倍率恒流恒压进行充电,恒流充电截止电压为4.35V,恒压充电截止电流为0.01C;
②静置60min;
③以0.04C倍率恒流放电,截止电压为2.5V;
④重复①-③两次;
(2-2)将步骤(1)中的负极扣式半电池按以下工步进行OCP测试:
①以0.04C倍率恒流进行放电,截止电压:0.005V;
②静置60min;
③以0.04C倍率恒流恒压充电,恒流充电截止电压1.5V,恒压充电截止电流为0.01C;
④重复①-③两次;
将所测OCP按公式(1)进行插值,结果如图2和图3所示。
(3)将步骤(1)中所制半电池进行温熵系数测试,依次调整半电池温度为0℃、10℃、25℃、35℃、45℃,依次调整待测半电池的嵌锂态SOL,其中x为0%、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、100%;将所测半电池温熵系数插值插值成嵌锂态SOL的函数,结果如图4和5所示。
(4)将待测全电池进行0.04C恒流充放电,截止电压2.5-4.35V,得到全电池充电OCV数据与最大充电容量Q_cell=28.0484Ah。
(5)根据实施例1中的公式(2)-(5)通过优化算法辨识出正负极的起始嵌锂态,实现全电池的电极平衡,辨识结果见表1和图6。
表1电极平衡过程参数辨识结果
Parameter | SOL_pos_0 | SOL_neg_0 | Q_pos | Q_neg | V_Rs |
Value | 0.8995 | 0.0701 | 38.919Ah | 33.6076Ah | 0.0023V |
(6)使用实施例1中的公式(6)合成全电池的温熵系数,结果见图7。
应当注意,尽管在附图中以特定顺序描述了上述实施例的方法操作,但是这并非要求或者暗示必须按照该特定顺序来执行这些操作,或是必须执行全部所示的操作才能实现期望的结果。相反,描绘的步骤可以改变执行顺序。附加地或备选地,可以省略某些步骤,将多个步骤合并为一个步骤执行,和/或将一个步骤分解为多个步骤执行。
实施例3:
如图8所示,本实施例提供了一种锂离子电池温熵系数的测试装置,该装置包括第一测试模块801、第二测试模块802、辨识模块803、插值模块804和温熵系数计算模块805,其中:
第一测试模块801,用于分别测试待测锂离子电池的正极半电池以及负极半电池在不同SOC下的多个开路电压;
第二测试模块802,用于测试待测锂离子电池的全电池在不同SOC下的多个电路电压;
辨识模块803,用于根据测试的正极半电池以及负极半电池的多个开路电压和全电池的多个电路电压,辨识出待测锂离子电池正、负极的起始嵌锂态,实现待测锂离子电池的全电池的电极平衡;
插值模块804,用于分别测试待测锂离子电池的正极半电池以及负极半电池在不同温度、不同SOC下的多个温熵系数;将正极半电池的多个温熵系数插值成正极嵌锂态SOL的函数,同理将负极半电池的多个温熵系数插值成负极嵌锂态SOL的函数;
温熵系数计算模块805,用于根据正、负极的起始嵌锂态以及插值成正、负极嵌锂态SOL的函数,得到待测锂离子电池的温熵系数。
本实施例中各个模块的具体实现可以参见上述实施例1,在此不再一一赘述;需要说明的是,本实施例提供的装置仅以上述各功能模块的划分进行举例说明,在实际应用中,可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成,即将内部结构划分成不同的功能模块,以完成以上描述的全部或者部分功能。
实施例4:
本实施例提供了一种终端设备,该终端设备可以为计算机,如图9所示,其通过系统总线901连接的处理器902、存储器、输入装置903、显示器904和网络接口905,该处理器用于提供计算和控制能力,该存储器包括非易失性存储介质906和内存储器907,该非易失性存储介质906存储有操作系统、计算机程序和数据库,该内存储器907为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境,处理器902执行存储器存储的计算机程序时,实现上述实施例1的测试方法,如下:
分别测试待测锂离子电池的正极半电池以及负极半电池在不同SOC下的多个开路电压;
测试待测锂离子电池的全电池在不同SOC下的多个电路电压;
根据测试的正极半电池以及负极半电池的多个开路电压和全电池的多个电路电压,辨识出待测锂离子电池正、负极的起始嵌锂态,实现待测锂离子电池的全电池的电极平衡;
分别测试待测锂离子电池的正极半电池以及负极半电池在不同温度、不同SOC下的多个温熵系数;将正极半电池的多个温熵系数插值成正极嵌锂态SOL的函数,同理将负极半电池的多个温熵系数插值成负极嵌锂态SOL的函数;
根据正、负极的起始嵌锂态以及插值成正、负极嵌锂态SOL的函数,得到待测锂离子电池的温熵系数。
实施例5:
本实施例提供了一种存储介质,该存储介质为计算机可读存储介质,其存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时,实现上述实施例1的测试方法,如下:
分别测试待测锂离子电池的正极半电池以及负极半电池在不同SOC下的多个开路电压;
测试待测锂离子电池的全电池在不同SOC下的多个电路电压;
根据测试的正极半电池以及负极半电池的多个开路电压和全电池的多个电路电压,辨识出待测锂离子电池正、负极的起始嵌锂态,实现待测锂离子电池的全电池的电极平衡;
分别测试待测锂离子电池的正极半电池以及负极半电池在不同温度、不同SOC下的多个温熵系数;将正极半电池的多个温熵系数插值成正极嵌锂态SOL的函数,同理将负极半电池的多个温熵系数插值成负极嵌锂态SOL的函数;
根据正、负极的起始嵌锂态以及插值成正、负极嵌锂态SOL的函数,得到待测锂离子电池的温熵系数。
需要说明的是,本实施例的计算机可读存储介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质或者是上述两者的任意组合。计算机可读存储介质例如可以是但不限于电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件,或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子可以包括但不限于:具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机访问存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。
以上所述,仅为本发明专利较佳的实施例,但本发明专利的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明专利所公开的范围内,根据本发明专利的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变,都属于本发明专利的保护范围。
Claims (12)
1.一种锂离子电池温熵系数的测试方法,其特征在于,所述方法包括:
分别测试待测锂离子电池的正极半电池以及负极半电池在不同SOC下的多个开路电压;
测试待测锂离子电池的全电池在不同SOC下的多个电路电压;
根据测试的正极半电池以及负极半电池的多个开路电压和全电池的多个电路电压,辨识出待测锂离子电池正、负极的起始嵌锂态,实现待测锂离子电池的全电池的电极平衡;
分别测试待测锂离子电池的正极半电池以及负极半电池在不同温度、不同SOC下的多个温熵系数;将正极半电池的多个温熵系数插值成正极嵌锂态SOL的函数,同理将负极半电池的多个温熵系数插值成负极嵌锂态SOL的函数;
根据正、负极的起始嵌锂态以及插值成正、负极嵌锂态SOL的函数,得到待测锂离子电池的温熵系数。
2.根据权利要求1所述的测试方法,其特征在于,所述根据测试的正极半电池以及负极半电池的多个开路电压和多个电路电压,辨识出待测锂离子电池正、负极的起始嵌锂态,包括:
OCV_sim(SOC)=OCP_pos(SOL_pos)-OCP_neg(SOL_neg)+V_Rs
其中,Q_cell为测试待测锂离子电池的全电池的电路电压时的最大充电容量,单位为Ah;SOL_pos_0为全电池SOC=0时正极嵌锂态;SOL_neg_0为全电池SOC=0时负极嵌锂态;Q_pos为全电池中正极材料的理论容量,单位为Ah;Q_neg为全电池中负极材料的理论容量,单位为Ah;SOL_pos为全电池荷电态为SOC时正极嵌锂态,函数OCP_pos(SOL_pos)由正极半电池的多个开路电压确定;SOL_neg为全电池荷电态为SOC时负极嵌锂态,函数OCP_neg(SOL_neg)由负极半电池的多个开路电压确定;函数OCV_exp(SOC)由多个电路电压确定;V_Rs为测试半电池的开路电压过程中由于欧姆内阻造成的电压降,单位为V;
以函数Object取最小值为目标进行优化辨识得到SOL_pos_0和SOL_neg_0。
3.根据权利要求2所述的测试方法,其特征在于,所述函数OCP_pos(SOL_pos)由正极半电池的多个开路电压确定,包括:
将正极半电池在不同SOC下的多个开路电压插值成SOL的函数,记为OCP_pos(SOL_pos),其中SOL_pos的值根据下式计算:
其中,Q_ideal_pos为正极材料的理论最大比容量,单位通常为mAh/g;Q_max_pos为测试正极半电池的开路电压过程中最大充电比容量,单位通常为mAh/g;x表示充电比容量与最大充电比容量的比值;
同理,将负极半电池在不同SOC下的多个开路电压插值成SOL的函数,记为OCP_pos(SOL_neg),其中SOL_neg的值根据下式计算:
其中,Q_ideal_neg为负极材料的理论最大比容量,单位通常为mAh/g;Q_max_neg为测试负极半电池的开路电压过程中最大充电比容量,单位通常为mAh/g。
4.根据权利要求2所述的测试方法,其特征在于,所述函数OCV_exp(SOC)由多个电路电压确定,具体为:
将不同SOC下的多个电路电压插值成SOC的函数,记为OCV_exp(SOC)。
5.根据权利要求1所述的测试方法,其特征在于,所述根据正、负极的起始嵌锂态以及插值成正、负极嵌锂态SOL的函数,得到待测锂离子电池的温熵系数,包括:
根据正、负极的起始嵌锂态,得到全电池荷电态为SOC时的正、负极嵌锂态;
将正极嵌锂态代入插值成正极嵌锂态SOL的函数中,将负极嵌锂态代入插值成负极嵌锂态SOL的函数中,将第一个函数的结果减去第二个函数的结果得到待测锂离子电池的温熵系数。
7.根据权利要求1~5任一项所述的测试方法,其特征在于,在测试待测锂离子电池的正极半电池以及负极半电池在不同SOC下的多个开路电压的过程中,恒流充放电的电流为:0.01-0.04C,静置时间为:20-120min。
8.根据权利要求1~5任一项所述的测试方法,其特征在于,在测试全电池在不同SOC下的多个电路电压的过程中,恒流充放电的电流不超过0.04C。
9.根据权利要求1所述的测试方法,其特征在于,所述方法还包括:若待测锂离子电池电芯中的正、负极材料不变,当电芯设计发生变更,则:
根据电芯设计发生变更的待测锂离子电池重新测试的正、负极半电池的多个开路电压以及全电池的多个电路电压,辨识出正、负极的起始嵌锂态;
根据所述正、负极的起始嵌锂态以及待测锂离子电池插值成正、负极嵌锂态SOL的函数,得到电芯设计发生变更的待测锂离子电池的温熵系数。
10.根据权利要求1所述的测试方法,其特征在于,所述方法还包括:若另一待测温熵系数的锂离子电池与所述待测待测锂离子电池电芯中的正负极材料相同,则:
根据另一待测温熵系数的锂离子电池测试的正、负极半电池的多个开路电压以及全电池的多个电路电压,辨识出正、负极的起始嵌锂态;
根据所述正、负极的起始嵌锂态以及待测锂离子电池插值成正、负极嵌锂态SOL的函数,得到另一待测温熵系数的锂离子电池的温熵系数。
11.一种锂离子电池温熵系数的测试装置,其特征在于,所述装置包括:
第一测试模块,用于分别测试待测锂离子电池的正极半电池以及负极半电池在不同SOC下的多个开路电压;
第二测试模块,用于测试待测锂离子电池的全电池在不同SOC下的多个电路电压;
辨识模块,用于根据测试的正极半电池以及负极半电池的多个开路电压和全电池的多个电路电压,辨识出待测锂离子电池正、负极的起始嵌锂态,实现待测锂离子电池的全电池的电极平衡;
插值模块,用于分别测试待测锂离子电池的正极半电池以及负极半电池在不同温度、不同SOC下的多个温熵系数;将正极半电池的多个温熵系数插值成正极嵌锂态SOL的函数,同理将负极半电池的多个温熵系数插值成负极嵌锂态SOL的函数;
温熵系数计算模块,用于根据正、负极的起始嵌锂态以及插值成正、负极嵌锂态SOL的函数,得到待测锂离子电池的温熵系数。
12.一种终端设备,包括处理器以及用于存储处理器可执行程序的存储器,其特征在于,所述处理器执行存储器存储的程序时,实现权利要求1~10任一项所述的测试方法。
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