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不同SOC下10A/30A大電流擾動(dòng)EIS測(cè)試——大容量動(dòng)力電池研究的新探索

更新時(shí)間:2025-10-15      點(diǎn)擊次數(shù):262

不同SOC下10A/30A大電流擾動(dòng)EIS測(cè)試——大容量動(dòng)力電池研究的新探索

常規(guī)低擾動(dòng) EIS 的核心前提是 “電池電化學(xué)系統(tǒng)處于線性區(qū)",即阻抗不隨信號(hào)幅度變化。但大容量鋰電池因電極結(jié)構(gòu)復(fù)雜(厚電極、多活性物質(zhì)層)、離子傳輸路徑長(zhǎng)、界面反應(yīng)活躍,在實(shí)際運(yùn)行中(如大電流充放電)必然進(jìn)入 “非線性區(qū)",此時(shí)低擾動(dòng)測(cè)試的結(jié)果與真實(shí)狀態(tài)偏差極大。

      高擾動(dòng) EIS 的關(guān)鍵價(jià)值在于:通過(guò)更大幅度的信號(hào)激發(fā)電池內(nèi)部深層電化學(xué)過(guò)程,捕捉 “阻抗隨擾動(dòng)幅度的變化規(guī)律",暴露低擾動(dòng)測(cè)試無(wú)法發(fā)現(xiàn)的非線性特征。通過(guò)模擬 “實(shí)際工況下的信號(hào)強(qiáng)度",使測(cè)試環(huán)境與應(yīng)用環(huán)境高度匹配,高擾動(dòng) EIS 結(jié)果可直接用于:

       1、驗(yàn)證電池在大電流沖擊下的阻抗穩(wěn)定性;

       2、評(píng)估快充過(guò)程中電極界面的動(dòng)態(tài)響應(yīng)能力;

       3、預(yù)判電池在強(qiáng)動(dòng)態(tài)工況下的性能衰減趨勢(shì)。

一、測(cè)試對(duì)象條件

       測(cè)試對(duì)象:314Ah鋰離子電池

      測(cè)試條件:放電測(cè)試,78.5A放電(0.25C);阻抗測(cè)試,開(kāi)路電位OCP, 10A/30A振幅擾動(dòng),1kHz到0.1Hz頻率掃描范圍

       測(cè)試設(shè)備:IPS PTC-05100EW 100A電化學(xué)工作站

 二、測(cè)試結(jié)果

      1、100 SOC到0 SOC 30A擾動(dòng)EIS測(cè)試結(jié)果對(duì)比,除100 SOC下低頻阻抗呈現(xiàn)出明顯的傳質(zhì)阻抗以外,95 SOC到0 SOC下測(cè)試結(jié)果趨勢(shì)一致,重合性較高,說(shuō)明電池的狀態(tài)變化并不大。

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      2、10A 擾動(dòng)和30A 擾動(dòng)EIS測(cè)試結(jié)果對(duì)比,結(jié)果表明,30A測(cè)試結(jié)果更好

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三、結(jié)果分析

 

      結(jié)合擬合電路,對(duì)數(shù)據(jù)做電感L、歐姆阻抗Rs、極化阻抗Rct分析,把兩個(gè)擾動(dòng)(10A和30A)下的EIS測(cè)試的結(jié)果做對(duì)比。采用模型如下:

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      1、電感變化

不同SOC下10A/30A大電流擾動(dòng)EIS測(cè)試——大容量動(dòng)力電池研究的新探索      2、歐姆阻抗變化不同SOC下10A/30A大電流擾動(dòng)EIS測(cè)試——大容量動(dòng)力電池研究的新探索

      3、極化阻抗變化

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