[发明专利]一种锂离子电池电极活性材料表面锂浓度的实时估计方法

权利要求书

1.一种锂离子电池电极活性材料表面锂浓度的实时估计方法，定义N为动态电流序列时段数，t_s为序列中每个时段的长度；其特征在于，包括以下步骤：

(1)获得电池端口的电流序列和温度序列；获得电极活性材料基础参数，计算所述电极活性材料表面锂浓度、平均锂浓度、扩散过程暂态变量初值；获得所述电极活性材料扩散性能参数；

(2)当前电极电流和温度对应时段开始时，计算所述电极活性材料表面反应离子通量；计算扩散系数，计算所述电极活性材料中锂扩散过程暂态变量时间常数；获得扩散过程暂态变量与时间的函数关系；获得所述电极活性材料平均锂浓度与时间的函数关系；获得电极活性材料表面锂浓度与时间的函数关系；

(3)当前电极电流和温度对应时段结束时，计算所述电极活性材料扩散过程暂态变量；计算所述电极活性材料平均锂浓度；进入下一时段，重复步骤(2)，直至电流序列结束。

2.如权利要求1所述的锂离子电池电极活性材料表面锂浓度的实时估计方法，其特征在于，所述步骤(1)包括：

(1.1)设定所述电池端口的电流序列和所处环境的所述温度序列，分别记作：

I＝[I₁ I₂ … I_k … I_N]，T＝[T₁ T₂ … T_k … T_N]

其中，电流I_k和温度T_k起作用时段为(k-1)t_s≤t≤kt_s，规定电池放电时电流符号为正，充电时为负；

(1.2)获得待分析电极所使用的所述电极活性材料类型，查询所述电极活性材料的反应均衡电势与嵌锂率和电极温度之间的函数关系：U_OCP＝f(x；T)，测量电极相对参比电极的电势V₀，得到所述电极活性材料初始嵌锂率x₀＝f^-1(V₀；T₁)，计算所述电极活性材料可容纳的最大锂浓度

其中，p为电极活性材料密度，M为其相对摩尔质量，初始阶段，电极活性材料表面锂浓度和平均锂浓度相等：扩散过程暂态变量为零：ω(0)＝0；

(1.3)获得待分析电极所使用的所述电极活性材料扩散性能参数，记电极活性材料粒子半径为R_s，暂态环节占扩散过程的比例为λ_s，暂态环节时间常数修正系数k_s，获得所述电极活性材料扩散系数与嵌锂率在标准状态下的函数关系：D_s，ref＝g(x；T_ref)，获得所述电极活性材料扩散过程系数活化能E_A。