如何預(yù)測電動車電池壽命？科學(xué)家開發(fā)新方法測量電阻

隨著對電動汽車電池需求的持續(xù)增長，密歇根大學(xué)（University of Michigan）的研究人員已經(jīng)開發(fā)出一種方法，可用于預(yù)測制造工藝和材料的變化，將如何影響電池的壽命。

密歇根大學(xué)的工程師已經(jīng)確定，在電池制成后立即測量內(nèi)阻，是衡量電池壽命的一個關(guān)鍵指標(biāo)。測量可以在制造過程的尾部幾秒鐘內(nèi)完成，幾乎不需要額外的成本。

以往的研究表明，壽命預(yù)測是可能的，但它需要反復(fù)循環(huán)——充電、放電和再充電，以收集訓(xùn)練算法所需的數(shù)據(jù)，確定壽命所需的老化測試可能需要數(shù)周至數(shù)月才能完成。

近日，這項新研究表明，準(zhǔn)確的電池壽命可以在一個電阻測量的幫助下進(jìn)行預(yù)測，或者說是對電池在多大程度上抵制其內(nèi)部電流流動的一種測量。該電阻可能來自內(nèi)部組件的材料，或者影響離子在電池電極之間移動的電化學(xué)因素。在低電荷水平下測量電阻是關(guān)鍵。

研究人員表示，原則上，在低電荷狀態(tài)下的電阻測量可以在沒有任何循環(huán)的情況下獲得，使模型訓(xùn)練過程更快。

為什么電阻對電池壽命估算來說是一個很好的晴雨表？因為它可以表明有多少鋰與液態(tài)電解質(zhì)融合，液態(tài)電解質(zhì)將離子從電池內(nèi)的一個電極輸送到另一個電極。這種結(jié)合層被稱為固體電解質(zhì)間相，可以保護(hù)電極的表面，使其壽命更長。

而進(jìn)入固體電解質(zhì)間相的鋰數(shù)量通常難以測量。但在低充電狀態(tài)下，電池的內(nèi)阻與進(jìn)入固體電解質(zhì)間相鋰的數(shù)量密切相關(guān)。這提供了一個方法，可以快速測量其保護(hù)層，以及用普通設(shè)備測量電池的工作能力。

研究人員表示，汽車制造商一直在努力降低生產(chǎn)汽車的成本，而現(xiàn)在，他們正在尋求使電動車電池盡可能具有成本效益。因此，研究中試圖回答的問題是：在制造過程本身，你能多快地了解電池的使用壽命？

而事實證明，可以立即了解電池壽命。如果你知道在高通量測試中可以獲得的關(guān)鍵信號。找到這種關(guān)鍵的可測量特征，可以簡單地用于持續(xù)改進(jìn)和擴(kuò)大電池制造的規(guī)模。

題為Predicting the Impact of Formation Protocols on Battery Lifetime Immediately After Manufacturing的相關(guān)研究論文發(fā)表在《SSRN電子雜志》上。

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論文原文：

https://papers.ssrn.com/sol3/papers.cfm?abstract_id=3900211

標(biāo)簽： 如何 預(yù)測 電動車 電池