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锂离子电池多因素老化模型的建立和应用
| 论文题名： | 锂离子电池多因素老化模型的建立和应用 |
| 关键词： | 锂离子电池;老化机制;电动汽车;负极活性材料 |
| 摘要： | 在电动汽车产业高速发展的新时期，锂离子电池的老化成为棘手的问题。电池的老化导致电池维护和更换频繁，电动汽车成本居高不下。对锂离子电池的老化研究有助于指导电池的使用，延长电池的寿命；对锂离子电池的老化过程建模可以预测电池的老化状态，降低电池定期维护的成本，同时对规划电池的梯次利用、避免能源的浪费也具有重要的意义。所以，本课题旨在研究在正常使用条件下锂离子电池的老化演变过程，并建立以容量损失量为指标的多因素老化模型。 为了研究电池的老化演变过程，本文借助工作电势窗建立了电池内在的老化机制和外特性参数的关系。将影响容量的机制作为主导老化机制，明确了五类可能的主导老化机制，分别是活性锂损失，含锂正极活性材料损失，不含锂正极活性材料损失，含锂负极活性材料损失和不含锂负极活性材料损失。基于已有的研究，对这五类老化机制进行了详细的阐述，并在工作电势窗内分析了其对外特性参数的影响。 在此基础上，通过分析所有可能的主导老化机制的组合，及组合下外特性参数的变化，在理论上形成了磷酸铁锂电池主导老化机制的诊断方法。考虑到实际应用的可行性，文中还讨论了用于诊断的数据的获取方法，并结合实验数据完成了电池老化演变过程的研究。 基于电池的老化演变过程，本文分别对活性锂损失和含锂负极活性材料损失建立模型，最终形成了电池在全寿命周期内的多因素老化模型，通过恒应力老化实验数据对模型进行了参数化。模型的可靠性通过DST工况老化实验数据进行了验证。从验证结果可以看出，模型可以估计电池在经历动态工况后的容量损失量，模型的精度较好，实际应用方法简单，具有在线估计容量损失的潜能。 |
| 作者： | 王婷婷 |
| 专业： | 仪器科学与技术 |
| 导师： | 逯仁贵 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工业大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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