[发明专利]电池循环寿命预测方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电池循环寿命预测方法。

背景技术

随着锂离子电池技术的发展，以及特定领域客户要求的提升，锂离子电池的循环寿命得到了很大程度的提升，特别是在电动汽车领域，电池的循环寿命已达到1000次甚至2000次以上。

众所周知，锂离子电池循环寿命的测试因为耗时长，不仅存在很大的设备和能源消耗，同时作为电池性能测试中耗时最长的一项，已经成为电池研发中影响综合性能评价的重要因素，随着客户所给开发周期越来越短的现状，缩短寿命评价周期已经成为亟待解决的问题。

本项目组在对循环过程中电池数据进行分析总结过程中，发现其循环次数、容量保持率以及容量对电压微分数据间存在一定线性关系，通过对此关系进行分析总结和验证，得到本发明提供的循环寿命预测方法。

本发明更具有简单普适性，仅需要在常规循环测试流程基础上，根据循环次数或容量损失率设定一定间隔，增加小电流充放电流程，通过对循环次数，容量保持率和容量对电压微分数据进行拟合计算即可实现对电池循环寿命的预测。

发明内容

本发明目的是：提供一种通过短期测试实现对锂离子电池循环寿命预测的方法，通过对电池在特定测试条件下进行短期循环测试，相隔一定循环次数和容量损失率后对电池进行小电流的充放电测试，对收集到的数据进行线性拟合计算，从而实现对电池特定条件下循环寿命的预测。

本发明的技术方案是：所述的电池循环寿命预测方法，包括以下步骤：

步骤一：将待评价电池置于要评价的循环条件中进行循环测试，记录电池累加的循环次数和循环容量保持率，同时，每间隔一定循环次数或容量损失率，增加小电流充放电流程，记录电压和容量数据；

步骤二：将循环测试中小电流充放电过程的电压和容量以及对应的容量保持率和累加循环次数数据导出，计算出小电流充放电过程中电池的容量对电压微分数据；

步骤三：根据电池累加的循环次数和循环容量保持率以及容量对电压微分数据进行数据拟合和计算，对电池循环寿命进行预测。

作为优选，在所述步骤三中，对电池循环寿命进行预测的具体方法包括以下步骤：

1)根据循环容量保持率与容量对电压微分数据的关系拟合出循环容量保持率与容量对电压微分数据的线性关系式，并据此关系式计算出电池容量保持率为80％时对应的电池容量对电压微分数据；

2)根据累加的循环次数对容量对电压微分数据的关系拟合出循环次数与容量对电压微分数据的线性关系式；

3)将所述步骤1)中计算得到的容量对电压微分数据代入该循环次数与容量对电压微分数据的关系式，从而计算出电池容量保持率为80％时对应的循环次数。

作为优选，在所述步骤一增加的小电流充放电流程中，所述小电流的电流大小为0.02C～0.15C(C为充放电倍率，此为常规表达方式)。进一步优选，在所述步骤一增加的小电流充放电流程中，所述小电流的电流大小为0.05C～0.1C。

作为优选，在所述步骤一中，每间隔20～300次循环次数或每间隔2％～20％容量损失率，增加所述小电流充放电流程。进一步优选为每间隔20～300次循环次数或每间隔5％～10％容量损失率，增加所述小电流充放电流程。

作为优选，所述电池为锂电池。

本发明的优点是：

本发明通过对电池进行短期循环，在原有循环测试流程中间隔性增加小电流充放电测试，建立了一种通过短期测试实现对锂离子电池长期循环寿命预测的方法。该方法可应用于锂离子电池研发过程中不同体系研究中的循环寿命预测中，从而为相应的电池开发提供快速评价手段，缩短因常规循环测试耗时长而导致的性能评估时间长的问题。该方法通过对待评价电池进行短期的循环测试，并在原循环测试流程中间隔性增加小电流充放电测试，即可根据循环次数、循环容量保持率及容量对电压微分数据三个数值间的关系进行拟合计算，从而预测出该电池在该测试条件下的循环寿命。

本发明只需将待评价电池置于要评价的循环条件下，在原测试流程中间隔性增加小电流的充放电测试，根据数据拟合即可实现对电池在特定条件下的循环寿命预测；与常规循环测试相比，大大缩短了测试周期，也因此避免了由于长期测试所产生的能耗及资源浪费；另外，本发明预测方法是在短期实测数据基础上进行的数据拟合，与纯理论计算及经验模型相比更具有普适性，因此预测准确度较高。本方法仅是在原有循环测试流程基础上间隔性增加小电流充放电环节即可实现对电池长期循环寿命的预测，因此具有普遍的适用性。

附图说明