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基于电化学阻抗谱的锂电池过充电阻抗特性与检测方法研究 被引量:3
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作者 董明 刘王泽宇 +5 位作者 李晓枫 贺馨仪 熊锦晨 罗阳 张崇兴 任明 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第9期3388-3398,I0004,共12页
目前以锂电池为主的电化学储能单元及系统应用日益广泛,而锂电池在实际使用中频发因过充电滥用引发电池故障的情况,因此实际电池的过充电状态准确检测一直是该领域的难点和瓶颈问题。针对此,该文采用电化学阻抗谱技术对单体电池过充电... 目前以锂电池为主的电化学储能单元及系统应用日益广泛,而锂电池在实际使用中频发因过充电滥用引发电池故障的情况,因此实际电池的过充电状态准确检测一直是该领域的难点和瓶颈问题。针对此,该文采用电化学阻抗谱技术对单体电池过充电行为及过程开展检测研究,在实验室设计并制定电池过充电模拟循环实验,利用弛豫时间分布法对锂电池阻抗特性进行分析;在获得电池阻抗特性的基础上,对电池弛豫时间分布曲线进行解析;最后筛选阻抗特征参量为模型输入量,构建支持向量机模型进行电池过充电检测。结果表明,弛豫时间分布曲线中的极化峰P1对应锂离子在固态电解质界面(solid electrolyte interphase,SEI)膜中的扩散过程、极化峰P2对应电子在正极材料中的扩散过程、极化峰P3对应锂离子在电极界面的氧化还原反应。过充电会导致电池欧姆内阻、SEI膜内阻与电荷转移电阻的增长速率最大为正常循环的266%、360%和182%,其中固态电解质界面SEI膜内阻为主要因素。电化学阻抗谱的阻抗特征参量以及支持向量机模型可以用于锂电池过充电检测,估计精度达93.24%。不仅可掌握电池的运行状态,还可对过充电进行有效辨识。 展开更多
关键词 锂离子电池 弛豫时间分布 电化学阻抗 过充电 支持向量机
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基于SVR和电化学阻抗谱的锂电池内部温度在线估计
2
作者 李强 杨林 +2 位作者 李超凡 赵小巍 张树梅 《电源技术》 CAS 北大核心 2024年第9期1738-1746,共9页
准确实时地监测锂电池内部温度对于预防电池热失控至关重要。然而,目前尚缺乏有效的在线监测电池内部温度的方法。基于小型化阻抗测试系统,对锂离子电池在不同温度和荷电状态(SOC)下进行阻抗测试实验,研究电池温度和SOC对阻抗的影响,寻... 准确实时地监测锂电池内部温度对于预防电池热失控至关重要。然而,目前尚缺乏有效的在线监测电池内部温度的方法。基于小型化阻抗测试系统,对锂离子电池在不同温度和荷电状态(SOC)下进行阻抗测试实验,研究电池温度和SOC对阻抗的影响,寻找与温度强相关而与SOC弱相关的特征频率。在此基础上,提出了一种基于支持向量回归(SVR)算法的锂电池内部温度估计算法,无需额外传感器,实现对电池内部温度的无损准确估计。 展开更多
关键词 锂电池 内部温度 电化学阻抗 支持向量回归
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电化学理论与实验相结合的教学实践——以三电极体系测定电化学阻抗为例
3
作者 刘根 孟令国 《淮北师范大学学报(自然科学版)》 CAS 2024年第2期87-91,共5页
针对电化学实验教学中存在教学方式过于传统,理论与实验教学相互割裂的问题,以三电极体系测定电化学阻抗为例,引导学生从实验中挖掘理论,分析三电极体系在电化学检测中的必要性,并用理论去解析电化学阻抗实验数据。通过这一教学实践,不... 针对电化学实验教学中存在教学方式过于传统,理论与实验教学相互割裂的问题,以三电极体系测定电化学阻抗为例,引导学生从实验中挖掘理论,分析三电极体系在电化学检测中的必要性,并用理论去解析电化学阻抗实验数据。通过这一教学实践,不仅帮助学生更好地理解界面电化学的微观过程,还提高学生独立设计阻抗实验的能力。将实验导向理论,用理论指导实验,实现理论和实验充分融合,有利于促进电化学实验的教学质量和学生科研思维的提升。 展开更多
关键词 教学实践 理论 实验 电化学阻抗
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阴极Mg^(2+)污染物对PEMFC电化学性能及电化学阻抗影响 被引量:1
4
作者 许丽凤 谈金祝 +3 位作者 李易惠子 朱京宇 侯琼 韦彦强 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期269-276,共8页
质子交换膜燃料电池经过长期运行后,其部件(弹性垫片、极板等)会发生损伤,并产生金属离子污染物(如Ca^(2+)、Mg^(2+)),这将影响燃料电池长期运行的稳定性和耐久性。通过向燃料电池阴极空气流中添加不同浓度(100、300和500 mg/L)的Mg^(2+... 质子交换膜燃料电池经过长期运行后,其部件(弹性垫片、极板等)会发生损伤,并产生金属离子污染物(如Ca^(2+)、Mg^(2+)),这将影响燃料电池长期运行的稳定性和耐久性。通过向燃料电池阴极空气流中添加不同浓度(100、300和500 mg/L)的Mg^(2+)溶液,研究了极化曲线以及电化学阻抗谱,分析了阴极Mg^(2+)污染物对燃料电池电化学性能及电化学阻抗的影响。极化曲线实验结果表明3种浓度梯度的阴极Mg^(2+)污染物均对燃料电池的电化学性能有明显负面影响,污染后的燃料电池的电流密度出现下降,且下降程度与阴极Mg^(2+)污染物浓度和污染时间呈正相关。极化曲线理论分析结果表明:3种浓度梯度的阴极Mg^(2+)污染物均显著影响质子交换膜的渗透性并增大质子交换膜对氢离子的阻抗,且污染时间越长,质子交换膜性能恶化越严重。电化学阻抗谱分析结果表明:3种浓度梯度的阴极Mg^(2+)污染物均会增大质子交换膜对氢离子的阻抗以及阴极法拉第电阻,且质子交换膜对氢离子的阻抗随污染时间增加而增大;阴极双电层结构受这3种浓度梯度的阴极Mg^(2+)污染物影响不明显。 展开更多
关键词 质子交换膜燃料电池 镁离子 电化学阻抗 电化学性能
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基于电化学阻抗谱的石灰石粉硬化水泥浆体孔结构演化研究
5
作者 朱鹏飞 余熠 +7 位作者 石研然 杨恒 何旸 徐菲 蒋林华 储洪强 徐天磊 徐宁 《硅酸盐通报》 CAS 北大核心 2024年第1期35-43,共9页
为了研究大掺量(质量分数为20%以上)石灰石粉硬化水泥浆体的孔结构演化行为,本文基于电化学阻抗谱(EIS)、压汞(MIP)测试分析,探究大掺量石灰石粉对硬化水泥浆体EIS拓扑结构和孔结构参数的影响规律,并建立大掺量石灰石粉硬化水泥浆体的... 为了研究大掺量(质量分数为20%以上)石灰石粉硬化水泥浆体的孔结构演化行为,本文基于电化学阻抗谱(EIS)、压汞(MIP)测试分析,探究大掺量石灰石粉对硬化水泥浆体EIS拓扑结构和孔结构参数的影响规律,并建立大掺量石灰石粉硬化水泥浆体的微观结构等效电路,研究等效电路中元器件和孔结构参数之间的关系。结果表明:随水化龄期的延长,石灰石粉掺量对EIS拓扑结构参数中Bode角和θ_(max)的影响规律显著,大掺量石灰石粉硬化水泥浆体的孔径分布整体由大孔和毛细孔向过渡孔和凝胶孔发展演化;另外,EIS等效电路中电阻随硬化水泥浆体中毛细孔含量的增加而减小,电容随硬化水泥浆体中凝胶孔含量的增加而减小。 展开更多
关键词 石灰石粉 硬化水泥浆体 孔结构 电化学阻抗 等效电路
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基于电化学阻抗谱的电池组不一致性诊断
6
作者 姚晗欣 王学远 +2 位作者 袁永军 戴海峰 魏学哲 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2024年第7期1167-1176,共10页
电池组中的单体电池之间可能会存在温度、荷电状态、老化状态(容量和内阻)等不一致。由于“短板效应”的存在,不一致性将会影响电池组的整体性能发挥,及时准确地进行不一致性诊断非常必要。考虑到上述提及的不一致性会对电极过程特性产... 电池组中的单体电池之间可能会存在温度、荷电状态、老化状态(容量和内阻)等不一致。由于“短板效应”的存在,不一致性将会影响电池组的整体性能发挥,及时准确地进行不一致性诊断非常必要。考虑到上述提及的不一致性会对电极过程特性产生影响,进而反映在电化学阻抗谱(EIS)和弛豫时间分布(DRT)上,本文在结合等效电路厘清几种不一致性对EIS和DRT的影响规律后,创新性地提出了一种基于EIS和DRT的电池组不一致性诊断方法。通过将异常电池混入一组一致性良好的电池中,对比分析了K-means、AP和DBSCAN等无监督聚类算法性能,结果表明DBSCAN诊断准确率为99.2%,可以实现电池组内单体电池不一致性差异的准确诊断。 展开更多
关键词 锂离子电池 电化学阻抗 弛豫时间分布 不一致性 无监督聚类
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电化学阻抗谱机器学习评估动力电池状态研究进展
7
作者 姜岱延 金玉红 +4 位作者 张子恒 刘晶冰 张媛 李思全 汪浩 《电源技术》 CAS 北大核心 2024年第8期1494-1502,共9页
退役动力锂电池(额定容量80%以上)梯次利用可有效缓解电池回收和环境污染压力,提高资源利用率和经济效益,然而对其进行快速、无损和准确的状态评估仍是一个挑战。与其他已报道的方法相比,电化学交流电测量电池并收集数据绘制阻抗谱图是... 退役动力锂电池(额定容量80%以上)梯次利用可有效缓解电池回收和环境污染压力,提高资源利用率和经济效益,然而对其进行快速、无损和准确的状态评估仍是一个挑战。与其他已报道的方法相比,电化学交流电测量电池并收集数据绘制阻抗谱图是研究电池状态的核心方法,具有快速、无损这两种优势。通过这种方式检测的电池可以建立起内部阻抗和状态相关性,快速完成电池状态评测。电化学阻抗谱图的分析方法主要包括依靠测量数据和机器学习的方法进行阻抗的预测,依靠等效电路图对电路各个等效元件的变化情况进行分析,以及用积分算法将阻抗谱图转化为更直观的弛豫时间分布图谱。这些方法都提供了电池内部老化情况的分析方法,为电池内部阻抗和健康状态之间的联系提供了电化学方面的基础。基于此,综述了电化学阻抗谱结合机器学习评估动力锂电池状态在国内外最新研究进展,重点针对电化学阻抗谱、等效电路模型、弛豫时间分布和机器学习之间的关系进行总结和探讨。 展开更多
关键词 电池状态 电化学阻抗谱图 机器学习 等效电路模型 弛豫时间分布
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基于电化学阻抗谱的锂离子电池分级安全预警方法
8
作者 田爱娜 潘壮壮 +3 位作者 姜久春 王鹿军 常春 廖力 《电源技术》 CAS 北大核心 2024年第5期874-880,共7页
电化学阻抗谱(EIS)是一种无创原位检测和无损检测方法,可以反映电池内部不同结构的状态。基于EIS的指标可以作为故障预警的重要和优良指标,解决不及时和误报的问题。根据不同过充阶段的EIS特点,分阶段建立了与之对应的分数阶模型。用固... 电化学阻抗谱(EIS)是一种无创原位检测和无损检测方法,可以反映电池内部不同结构的状态。基于EIS的指标可以作为故障预警的重要和优良指标,解决不及时和误报的问题。根据不同过充阶段的EIS特点,分阶段建立了与之对应的分数阶模型。用固态电解质相间膜电阻(R_(SEI))和电荷转移电阻(R_(ct))来表示中频段两个电弧随过充的变化。基于与电池内部结构损伤相关的R_(SEI)和R_(ct)指标,提出了三级预警方法。同时采用了新电池和循环老化过的软包电池进行了不同倍率的过充实验,验证了该方法的可靠性。 展开更多
关键词 锂离子电池 电化学阻抗 安全预警 分数阶模型
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机器学习强化的电化学阻抗谱技术及其在锂离子电池研究中的应用
9
作者 何智峰 陶远哲 +2 位作者 胡泳钢 王其聪 杨勇 《储能科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第9期2933-2951,共19页
随着电气化的发展,全球动力电池和储能电池的需求迅猛增加。然而,人们对电池使用安全性和可靠性的关注使得电池老化状态的精准诊断和预测成为电池界重要且富有挑战的研究领域之一。电化学阻抗谱(EIS)因其可以解耦电池内部不同频域过程... 随着电气化的发展,全球动力电池和储能电池的需求迅猛增加。然而,人们对电池使用安全性和可靠性的关注使得电池老化状态的精准诊断和预测成为电池界重要且富有挑战的研究领域之一。电化学阻抗谱(EIS)因其可以解耦电池内部不同频域过程常被用于电池复杂老化过程状态的解析,而通过机器学习方法不仅可以高效获取和解析EIS数据,而且可促进对电池老化和失效机制的深入理解。本文综述了近年来机器学习方法在EIS技术中的应用,重点讨论了通过机器学习获取和解析EIS数据,进而实现对电池寿命评估预测。此外,本文讨论了数据融合方法在实现电池老化行为分析和寿命预测中的前景,当前机器学习在EIS研究中存在的局限性,以及对未来基于EIS实现电池寿命预测进行了展望。 展开更多
关键词 锂离子电池 电化学阻抗 机器学习 寿命预测 数据驱动
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基于电化学阻抗谱的锂电池模组短路故障诊断方法研究
10
作者 邓旭辉 胡海涛 +5 位作者 耿安琪 彭元贞 赵朝阳 吴磊 谢伟 张晨 《四川电力技术》 2024年第4期31-41,共11页
电化学阻抗谱能够反映电池内部关键状态信息,利用电化学阻抗谱可实现对电池的监测及故障诊断,避免发生安全事故。针对电动汽车在充电时发生安全事故的概率最高且大部分是由电池短路所引起的问题,设计了一种能够在电池充放电时提取电池... 电化学阻抗谱能够反映电池内部关键状态信息,利用电化学阻抗谱可实现对电池的监测及故障诊断,避免发生安全事故。针对电动汽车在充电时发生安全事故的概率最高且大部分是由电池短路所引起的问题,设计了一种能够在电池充放电时提取电池模组与电池单体阻抗信息的充电桩装置,对锂电池模组短路故障诊断方法进行了研究。首先,详述了所设计充电桩的拓扑与控制方法以及电池模组阻抗测量的原理;然后,通过仿真验证了充电桩可以在对电池模组进行充放电的同时提取其阻抗信息,并分析对比了两种扰动信号的优劣、不同程度短路故障下电池单体与电池模组的阻抗变化以及不同支路的电池发生短路时对模组阻抗的影响;最后,得到了短路故障下电池单体与电池模组的阻抗谱都会缩小并向左移动,并且短路电池越集中在同一支路,模组的阻抗变化越明显的结论。 展开更多
关键词 电动汽车充电桩 电化学阻抗 锂电池模组 短路 故障诊断
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基于电化学阻抗谱的电芯内部温度估计研究
11
作者 雷晶晶 李泽皓 +1 位作者 陈斌斌 黄登高 《储能科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第8期2823-2834,共12页
锂离子电池在新能源汽车和储能领域的广泛运用带来了内部状态估计方面的挑战,尤其是电芯内部温度的准确估计,这对于电池的热失控预警至关重要。本文回顾了经典的无传感器电池温度检测方法,介绍了目前采用的基于电化学阻抗谱(EIS)的温度... 锂离子电池在新能源汽车和储能领域的广泛运用带来了内部状态估计方面的挑战,尤其是电芯内部温度的准确估计,这对于电池的热失控预警至关重要。本文回顾了经典的无传感器电池温度检测方法,介绍了目前采用的基于电化学阻抗谱(EIS)的温度估计方法,研究了电池内部参数对EIS估算温度的影响,分析了大容量三元锂离子动力电池在不同频率下阻抗幅值、相角与温度之间的关系,提出了一种基于电化学阻抗谱的锂离子电池在线温度估计模型,通过分析不同频率下的阻抗幅值、相角与温度的关系,实现了对电池内部温度的准确估计。研究表明适合使用阻抗幅值信息来估算温度的频率点为10 Hz,适合使用阻抗相角信息来估算温度的频率点为17.5 Hz。该模型在-20℃到45℃的范围内,使用阻抗幅值进行温度估算的最大误差为3.79℃,使用阻抗相角信息进行温度估算的最大误差为2.69℃。验证结果表明,使用阻抗谱的幅值与相角信息能有效估算电池内部的真实温度。本研究有助于提升汽车BMS的采集功能,可用于改善电池热管理和热失控的管理策略。 展开更多
关键词 电化学阻抗 温度估算 锂离子电池 BMS
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基于电化学阻抗法的油液在线监测传感器应用特性研究
12
作者 刘明磊 王志寰 《润滑与密封》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期203-208,共6页
大型机械装备润滑系统油况的在线监测是润滑故障诊断的关键技术之一,难点在于准确监测水分异常和润滑油老化失效临界点。根据油液老化过程缓慢且复杂、各种因素导致润滑油阻抗值变化的特性,研究基于电化学阻抗谱技术的油况传感器;通过... 大型机械装备润滑系统油况的在线监测是润滑故障诊断的关键技术之一,难点在于准确监测水分异常和润滑油老化失效临界点。根据油液老化过程缓慢且复杂、各种因素导致润滑油阻抗值变化的特性,研究基于电化学阻抗谱技术的油况传感器;通过连续在线监测不同润滑油状态下传感器的体相阻抗、界面阻抗和高频阻抗的变化趋势,发现体相阻抗、界面阻抗和高频阻抗的数据趋势可以用来判断油的状况,具体表现为润滑油状态影响传感器体相阻抗数值和界面阻抗数值,添加剂状态影响界面阻抗数值;油液使用时间越长,老化程度越高,体相阻抗值越高;污染物和分解产物影响高频阻抗数值。介绍油液状态传感器的实现原理,通过实验和工程论证油液状态传感器监测水分和润滑油老化失效临界点的可行性。结果表明,在特定应用场景下,电化学阻抗谱油液传感器能区分不同油液状态,能准确监测润滑系统水分异常和老化失效临界点,为设备润滑安全运维策略提供依据。 展开更多
关键词 电化学阻抗 油液状态传感器 水分异常 老化失效临界点 设备润滑安全运维
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氯化钾溶液电化学阻抗测量过程中的等效电路模型研究
13
作者 李敏言 袁朝庆 +2 位作者 齐奕铭 祁园园 王俊涛 《大学物理实验》 2024年第4期37-42,共6页
等效电路模型是溶液电化学阻抗测量过程中研究其复杂物理化学过程的重要手段,在溶液电导率测量仪等设备的工程技术研发中具有重要的应用。本文选取氯化钾溶液为研究对象,使用电化学工作站和铂黑平行双电极测量0.01 mol/L至1 mol/L氯化... 等效电路模型是溶液电化学阻抗测量过程中研究其复杂物理化学过程的重要手段,在溶液电导率测量仪等设备的工程技术研发中具有重要的应用。本文选取氯化钾溶液为研究对象,使用电化学工作站和铂黑平行双电极测量0.01 mol/L至1 mol/L氯化钾溶液的阻抗谱,采用Lima和Randles两种等效电路模型对测量结果进行拟合并对比两个模型的精度。基于测量过程中不同频段下溶液的导电物理化学机制不同的事实,对测量结果进行分频段模拟以进一步提高模拟精度,并在Lima和Randles等效电路模型的基础上简化出高频等效电路模型。采用高频等效电路模型对在高频下不同浓度溶液的电导率测量结果进行模拟,对比并分析了浓度不同所引起的溶液内物理化学过程的差异。 展开更多
关键词 等效电路模型 氯化钾溶液 电化学阻抗 电导率
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基于电化学阻抗谱的锂离子电池过放电诱发内短路的检测方法 被引量:3
14
作者 张闯 王泽山 +2 位作者 刘素贞 金亮 杨庆新 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第23期6279-6291,6344,共14页
锂离子电池内短路(ISC)是电池发生热失控的主要原因,电池内短路尤其是过放电导致的内短路初期产热不明显,电压变化小,很难通过常规的观察电、热特征的方法对其进行检测。随着电池内短路的演化,电池内部结构逐渐发生改变,这些电池内部的... 锂离子电池内短路(ISC)是电池发生热失控的主要原因,电池内短路尤其是过放电导致的内短路初期产热不明显,电压变化小,很难通过常规的观察电、热特征的方法对其进行检测。随着电池内短路的演化,电池内部结构逐渐发生改变,这些电池内部的变化可以在对电池具有良好表征性的电化学阻抗谱中得到体现。该文分别对不同荷电状态(SOC)、不同温度和不同内短路程度的电池进行电化学阻抗谱的测量和研究,筛选检测电池内短路所需的特征参数。结果表明,电池电化学阻抗谱的欧姆电阻R_o基本不受电池温度(25~45℃)、SOC的影响,但是对电池内短路程度较为敏感。为便于检测,该文选择电化学阻抗谱中参数特性和大小都基本和欧姆电阻一致的1 000 Hz频率阻抗的实部作为特征参数,通过监测电池循环过程中特征参数变化趋势来判断电池是否发生内短路。经实验验证,监测1 000 Hz频率阻抗实部值变化的方法可有效检测出电池过放电诱发的内短路,该方法不影响电池的正常循环使用,限制条件少且准确性高。 展开更多
关键词 锂离子电池 内短路 电化学阻抗 过放电 特征参数
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基于阶梯波的锂离子电池电化学阻抗谱低频段在线辨识方法 被引量:3
15
作者 孙丙香 王家驹 +2 位作者 苏晓佳 张维戈 赵鑫泽 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第11期3064-3072,共9页
电化学阻抗谱(EIS)是锂离子内部特性参数的外在表征,如何摆脱对专有设备的依赖,通过在线辨识得到EIS,尤其是低频段EIS对于准确地估计电池状态具有重要意义。该文以三元锂离子电池为研究对象,在电池管理系统和双向充放电机的协议框架下,... 电化学阻抗谱(EIS)是锂离子内部特性参数的外在表征,如何摆脱对专有设备的依赖,通过在线辨识得到EIS,尤其是低频段EIS对于准确地估计电池状态具有重要意义。该文以三元锂离子电池为研究对象,在电池管理系统和双向充放电机的协议框架下,设计了工况实验,利用阶梯信号和正弦信号的变换关系,提出了一种基于阶梯波的锂离子电池EIS低频段在线辨识方法。分析了不同荷电状态(SOC)和不同数据采集间隔对于阻抗谱辨识结果的影响,对比了该方法相对于方波傅里叶分解法的优势,给出了满足辨识精度的最低采样要求。该方法通过现有配备的电池外围系统即可实现,有效地解决了工程应用中无法实现锂离子电池EIS低频段在线辨识的难题。 展开更多
关键词 锂离子电池 电化学阻抗 低频段 阶梯波 在线辨识
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电化学阻抗谱识别不同化学体系退役动力锂离子电池 被引量:5
16
作者 王放放 冯祥明 +3 位作者 赵光金 夏大伟 胡玉霞 陈卫华 《储能科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2023年第2期609-614,共6页
退役动力锂离子电池梯次利用可充分提高动力电池的经济性,然而目前动力电池标识信息混乱、电池荷电状态差异和工作电压重叠均导致无法直接或依据开路电压准确分辨磷酸铁锂动力电池与镍钴锰三元动力电池。为此,基于动力锂离子电池的结构... 退役动力锂离子电池梯次利用可充分提高动力电池的经济性,然而目前动力电池标识信息混乱、电池荷电状态差异和工作电压重叠均导致无法直接或依据开路电压准确分辨磷酸铁锂动力电池与镍钴锰三元动力电池。为此,基于动力锂离子电池的结构和等效电路,建立了容量与动力电池界面电容、反应电阻、韦伯阻抗和液相电阻的对应关系,通过分析动力电池容量对电化学阻抗实部和虚部的影响探讨了利用阻抗法快速识别退役动力锂离子电池化学体系的可能性。结果表明电化学阻抗实部与虚部的比值与电池容量无关,据此可利用该比值随频率的变化差异快速识别不同化学体系的动力锂离子电池,从而避免依据充放电判断电池化学体系的低效率。此外,软包装磷酸铁锂和镍钴锰三元电池的测试结果也表明10 Ah、12.5 Ah和50 Ah的磷酸铁锂电池阻抗虚部与实部比值随交流信号频率的变化基本相同,但与镍钴锰三元电池明显不同,初步验证了该方法的有效性。 展开更多
关键词 动力锂离子电池 电化学阻抗 磷酸铁锂 镍钴锰酸锂
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基于电流激励的储能电池电化学阻抗谱快速检测方法 被引量:1
17
作者 吴建鑫 杨丽君 +1 位作者 肖滟琳 夏源 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第21期5889-5899,共11页
电化学阻抗谱(EIS)被广泛用于储能电池性能参量的检测与健康状态评估中。目前EIS检测需要依赖电化学工作站,通过分析扫频激励信号及其响应信号的幅值相位关系获得,检测时间成本较高,且测试回路的阻抗特性限制了其现场的应用。该文提出... 电化学阻抗谱(EIS)被广泛用于储能电池性能参量的检测与健康状态评估中。目前EIS检测需要依赖电化学工作站,通过分析扫频激励信号及其响应信号的幅值相位关系获得,检测时间成本较高,且测试回路的阻抗特性限制了其现场的应用。该文提出了一种以多频叠加电流信号作为激励,通过测量电池响应电压信号重构EIS的快速检测方法,设计了一种适用于储能电池的快速EIS检测系统。采用该系统和电化学工作站分别对锂离子电池的EIS进行检测并对比,结果表明该文研究的测试系统不但测试误差小且具有良好的重复性,大幅提高了检测效率。获得0.02 Hz~1 kHz频率内电池EIS的检测时间仅为120 s,相较于电化学工作站测量时间缩短90%。相比于电压激励方法,该文提出的测试系统具有较大的输入阻抗,有利于实现电池EIS的原位检测,加之硬件结构简单、检测效率高等优点,具有较好的现场应用前景。 展开更多
关键词 电化学阻抗 储能电池 电流信号 快速检测 输入阻抗
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电化学阻抗技术在固体氧化物燃料电池中的应用 被引量:1
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作者 金盾 陆越 +7 位作者 余喻天 程付鹏 林囿辰 李瑞珠 王之桀 林逍 关成志 王建强 《材料研究与应用》 CAS 2023年第2期220-233,共14页
固体氧化物燃料电池(SOFC)在高温条件下长时间运行会发生性能衰减,表现为电池电压下降,阻抗增加,故通过研究电池阻抗变化规律可以分析电池性能衰减原因。作为一种无损在线检测技术—电化学阻抗谱技术(EIS)可分析各衰减因素对单电池阻抗... 固体氧化物燃料电池(SOFC)在高温条件下长时间运行会发生性能衰减,表现为电池电压下降,阻抗增加,故通过研究电池阻抗变化规律可以分析电池性能衰减原因。作为一种无损在线检测技术—电化学阻抗谱技术(EIS)可分析各衰减因素对单电池阻抗增长的影响规律,如材料结构的退化、毒化等衰减因素导致的电池片欧姆阻抗或极化阻抗的增长。结合弛豫时间分布法(DRT)和等效电路(ECM)拟合等方式,可进一步确定导致电池性能衰减的部件和各衰减因素对电池总阻抗增加的占比率。详细论述了电化学阻抗分析技术在阳极支撑Ni-8YSZ/8YSZ/GDC/LSCF电池片衰减机制中的应用,同时针对其具体失效原因给出有效的解决方案,对制备高性能、低衰减单电池具有重要意义。 展开更多
关键词 电化学阻抗谱分析 固体氧化物燃料电池 阳极支撑 衰减机制
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基于电化学阻抗谱的锂离子电池内部温度监测方法综述 被引量:4
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作者 杜伟兮 周子牛 +4 位作者 鲁金科 赵浩 朱一荻 郭浩 王凯宏 《广东电力》 2023年第8期27-38,共12页
温度是锂离子电池状态监测的关键监测量,在电池的寿命预测、热失控预警和热管理决策等方面有着十分重要的作用。为此,从锂离子电池的内部温度监测(internal temperature monitoring,ITM)方法、温敏电参数和基于电化学阻抗谱(electrochem... 温度是锂离子电池状态监测的关键监测量,在电池的寿命预测、热失控预警和热管理决策等方面有着十分重要的作用。为此,从锂离子电池的内部温度监测(internal temperature monitoring,ITM)方法、温敏电参数和基于电化学阻抗谱(electrochemical impedance spectroscopy,EIS)的在线ITM方法3个方面对相关研究进行整理和分析。首先,介绍3种锂离子电池ITM方法,即温度传感器、电池热模型和EIS;然后,总结现有EIS温敏电参数的5种基本特性,并从7个维度对基于EIS的在线ITM方法进行分析。最后,综合现有研究,指出基于EIS的在线ITM方法面临的挑战和未来发展趋势。 展开更多
关键词 锂离子电池 内部温度监测 温敏电参数 电化学阻抗
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融合电化学阻抗与容量增量曲线特征的锂电池健康状态算法研究 被引量:1
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作者 张兴红 徐翊 巩泽浩 《重庆理工大学学报(自然科学)》 CAS 北大核心 2023年第5期265-272,共8页
针对锂离子电池的安全运行问题,提出了一种特征融合的锂电池健康状态预测算法。该框架融合了电化学阻抗谱(electrochemical impedance spectroscopy,EIS)与容量增量分析(incremental capacity analysis,ICA)的健康特征,使用卷积神经网络... 针对锂离子电池的安全运行问题,提出了一种特征融合的锂电池健康状态预测算法。该框架融合了电化学阻抗谱(electrochemical impedance spectroscopy,EIS)与容量增量分析(incremental capacity analysis,ICA)的健康特征,使用卷积神经网络(convolutional neural network,CNN)和改进型长短期记忆网络(long short term memory,LSTM)建立特征与健康状态的映射关系,利用量子粒子群优化(quantum particle swarm optimization,QPSO)算法对混合网络结构进行超参数优化。最后,利用NASA PCoE数据集验证了该方法的准确性与可靠性。 展开更多
关键词 锂离子电池 健康状态 电化学阻抗 容量增量分析
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