【CN109856559A】一种锂电池循环寿命的预测方法【专利】

专利名称：一种锂离子电池循环寿命的预测方法
专利类型：发明专利
发明人：马静,王盈来,李艳红,蒋勤虚,黄文,相佳媛,郭锋申请号：CN202111400559.X
申请日：20211124
公开号：CN114217238A
公开日：
20220322
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明涉及锂离子电池循环寿命的预测技术领域，具体涉及一种锂离子电池循环寿命的预测方法,包括以下步骤：在待评价的电池表面安装压力传感器，并对电池施加初始预紧力，记录电池循环测试压力传感器信号数据；将待评价的电池进行一定循环次数的短期循环测试，并且需要记录不同循环次数下的放电容量，计算容量保持率；将每次循环测试中充满电状态对应的压力传感器数据提取出来；根据循环次数、放电容量及压力传感器的电压数据进行拟合计算，对电池的循环寿命进行预测。

本发明的方法不需要昂贵精密的测试设备和进行复杂的理论计算，经过短期的循环测试即可快速地预测锂离子电池循环寿命，能够大幅降低了常规测试所产生的时间和资源浪费。

申请人：浙江南都电源动力股份有限公司,杭州南都动力科技有限公司
地址：311305 浙江省杭州市临安市青山湖街道景观大道72号
国籍：CN
代理机构：杭州创信知识产权代理有限公司
代理人：张德望
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(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201710495131.5(22)申请日 2017.06.26(71)申请人 合肥国轩高科动力能源有限公司地址 230000 安徽省合肥市新站区岱河路599号(72)发明人 王亚平　嵇明翔　(74)专利代理机构 合肥市长远专利代理事务所(普通合伙) 34119代理人 段晓微　叶美琴(51)Int.Cl.G01R 31/36(2006.01)(54)发明名称一种可实现锂离子电池循环寿命快速预测的方法(57)摘要本发明涉及一种可实现锂离子电池循环寿命快速预测的方法，包括以下步骤：将待评价的电池进行不同循环次数的短期循环性能测试，记录不同循环次数及其对应的容量保持率；将经过不同循环次数后的空电态电池拆解，刮下负极片上电极粉末，利用XRD内标法测试石墨负极材料的石墨化度；根据循环次数、容量保持率和石墨化度三种测试数据进行拟合计算，从而对电池的循环寿命进行预测。

本发明与常规的循环寿命测试方法相比，简单易行，大大缩短了循环寿命的测试周期，而且与纯理论计算和经验模型预测相比，更具有普适性，与实际测试结果一致性更好。

权利要求书2页 说明书4页 附图2页CN 107356877 A 2017.11.17C N 107356877A1.一种可实现锂离子电池循环寿命快速预测的方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、记录不同循环次数的锂离子电池的循环次数和对应的容量保持率以及负极电极的石墨化度；S2、将循环次数、容量保持率和石墨化度进行拟合计算，并根据计算结果对锂离子电池的循环寿命进行预测。

2.如权利要求1所述的可实现锂离子电池循环寿命快速预测的方法，其特征在于，步骤S1中，循环次数为20～200次。

3.如权利要求1所述的可实现锂离子电池循环寿命快速预测的方法，其特征在于，步骤S1中锂离子电池的负极电极的材料为石墨类材料，或者，锂离子电池的负极电极的材料包括：天然石墨、人造石墨、中间相碳微球和硅碳复合材料中的一种或多种。

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201911051048.4(22)申请日 2019.10.31(71)申请人 上海派能能源科技股份有限公司地址 201203 上海市浦东新区中国(上海)自由贸易试验区祖冲之路887弄73号(72)发明人 刘承梅　陈佰爽　谭立骋　冯朝晖　(74)专利代理机构 北京品源专利代理有限公司11332代理人 孟金喆(51)Int.Cl.G01R 31/367(2019.01)G01R 31/385(2019.01)(54)发明名称预测锂离子电池循环寿命的方法(57)摘要本发明实施例公开了一种预测锂离子电池循环寿命的方法。

该方法包括：对多个第一样品电芯在第一温度下进行循环性能测试，获取第一循环性能数据，根据第一循环性能数据拟合确定第一循环性能公式；对多个第二样品电芯在第二温度下进行循环性能测试，获取第二循环性能数据，根据第二循环性能数据拟合确定第二循环性能公式；根据第一循环性能公式和第二循环性能公式确定样品电芯的第三循环性能公式；对待测电芯在第二温度下进行循环性能测试，获取第三循环性能数据，根据第三循环性能数据和第三循环性能公式确定待测电芯在第一温度下的循环寿命。

实现对锂离子电池循环寿命的快速测量，降低设备成本。

权利要求书2页 说明书5页 附图1页CN 110658463 A 2020.01.07C N 110658463A1.一种预测锂离子电池循环寿命的方法，其特征在于，包括：对多个第一样品电芯在第一温度下进行循环性能测试，获取所述多个第一样品电芯的第一循环性能数据，根据所述第一循环性能数据拟合确定第一循环性能公式；对多个第二样品电芯在第二温度下进行循环性能测试，获取多个所述第二样品电芯的第二循环性能数据，根据所述第二循环性能数据拟合确定第二循环性能公式；其中，所述第一样品电芯与所述第二样品电芯为同种型号的电芯，所述第二温度高于所述第一温度；根据所述第一循环性能公式和所述第二循环性能公式确定样品电芯的第三循环性能公式；对待测电芯在第二温度下进行循环性能测试，获取所述待测电芯的第三循环性能数据，根据所述第三循环性能数据和所述第三循环性能公式确定所述待测电芯在第一温度下的循环寿命。

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201710880630.6(22)申请日 2017.09.26(71)申请人 江苏双登富朗特新能源有限公司地址 225526 江苏省泰州市姜堰区梁徐双登科工园1号申请人 双登集团股份有限公司(72)发明人 司晓影　孙全　张益明　佘沛亮　王丽芳　曹殿学　徐斌　(51)Int.Cl.G01R 31/36(2006.01)(54)发明名称锂离子电池循环寿命的预测方法(57)摘要本发明涉及一种长寿命锂离子电池循环寿命预测方法，包括以下步骤：将待评价电池置于规定条件下进行循环寿命测试，选取电池循环过程中阶段放电容量数据，结合Minitab软件进行趋势分析，由此得出线性趋势模型，通过计算准确地预测电池循环寿命，该方法操作简单、数据可靠，极大地降低了采用常规测试所带来的资源和能源浪费，且大大缩短了长寿命锂离子电池寿命评测周期，由于本发明是在实测数据基础上进行的数据拟合分析，与纯理论推导及经验模型相比更具有普遍性，预测准确度更高。

权利要求书1页 说明书5页 附图6页CN 107688154 A 2018.02.13C N 107688154A1.一种锂离子电池循环寿命的预测方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：a．在环境温度条件下，将待评测电池接入电池检测柜进行循环寿命测试，循环N次；b．导出循环寿命数据工作表，选取循环寿命数据中第M次到第N次的电池放电容量数据进行趋势分析，并得到线性趋势模型，利用数理统计中的回归分析，得到线性回归方程Y t =Q 1-Q 2t，其中：M＜N，Q 1为回归参数，Q 2为回归系数；Y t 为电池终止放电容量，t为阶段循环寿命推导次数；c．根据用户要求，将待评测电池的电池终止放电容量带入上式Y t ，得出阶段循环寿命推导次数t值，t=（Q 1-Y t ）/Q 2；d．计算待评测电池的电池循环寿命预测次数T，T= （M-1）+t。

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910635675.6(22)申请日 2019.07.15(71)申请人 中国科学院沈阳自动化研究所地址 110016 辽宁省沈阳市沈河区南塔街114号(72)发明人 徐皑冬　胡波　闫炳均　王志平　冮明旭　王锴　(74)专利代理机构 沈阳科苑专利商标代理有限公司 21002代理人 王倩(51)Int.Cl.G01R 31/392(2019.01)G01R 31/396(2019.01)G01R 31/367(2019.01)G06F 17/18(2006.01)(54)发明名称一种锂电池剩余寿命预测方法(57)摘要本发明公开了一种锂电池剩余寿命预测方法，主要采用基于自回归(AR)时间序列和扩展卡尔曼粒子滤波算法(EKPF)的寿命预测方法，包括两个阶段，即经验退化模型构建阶段与寿命预测阶段。

第一阶段，退化模型构建阶段，首先构建基于库仑定律的电池容量衰退的双指数模型，它描述了电池可用容量与时间的变化关系，反映浓差极化和两级极化带来的电池容量损失。

通过对双指数模型加以改造变形适应状态转移方程的形式，形成变形的经验退化模型，减少了原始模型的参数个数，降低了参数训练的复杂度。

第二阶段，寿命预测阶段，通过对退化经验模型参数以及自回归参数的训练获得，并采取EKPF算法进行电池电量的走势，获取锂电池剩余寿命的预测值。

权利要求书2页 说明书4页 附图3页CN 112230154 A 2021.01.15C N 112230154A1.一种锂电池剩余寿命预测方法，其特征在于，包括以下步骤：退化模型构建阶段：首先构建用于描述电池可用容量与时间变化关系的退化模型，并获取退化模型参数；寿命预测阶段：根据退化模型参数建立自回归模型，通过卡尔曼粒子滤波方法对电池剩余寿命进行预测。

2.根据权利要求1所述的锂电池剩余寿命预测方法，其特征在于，所述退化模型通过以下步骤得到：C k＝a·exp(b·k)+c·exp(d·k) (1)其中，a，b，c，d是系数，k为周期数，电池的一次充放电是一个循环周期，C k为第k周期的电池容量；k-1时刻的模型为C k-1＝a·exp[b·(k-1)]+c·exp[d·(k-1)]； (2)通过令上述表达式相减获得：C k＝C k-1exp(b)+c·exp(d·k)[1-exp(b-d)]； (3)由于exp(b)和c·[1-exp(b-d)]均为常数项，可得简化的退化模型为C k＝α·C k-1+β·exp(γ·k)； (4)其中，退化模型参数α、β、γ的表达式如下：α＝exp(b)，β＝c·[1-exp(b-d)]，γ＝d。

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201711345909.0(22)申请日 2017.12.15(71)申请人 太原理工大学地址 030024 山西省太原市迎泽西大街79号(72)发明人 陈泽华　柴晶　赵哲峰　刘晓峰　刘帆　李伟　(74)专利代理机构 天津耀达律师事务所 12223代理人 侯力(51)Int.Cl.G01R 31/36(2006.01)(54)发明名称一种锂离子电池寿命预测方法(57)摘要本发明涉及锂离子电池，进一步涉及一种锂离子电池寿命预测方法。

所述方法包括如下过程：对相同型号在役或退役电池运行数据进行收集，建立包括电池运行温度、电池放电倍率、电池内阻以及总使用寿命参数的数据库；建立电池寿命预测线性回归函数模型为：h(x )＝h θ(x )＝θ0+θ1x 1+θ2x 2+θ3x 3将特定型号电池运行温度、电池放电倍率、电池内阻代入上述回归模型，得到了电池的总使用寿命。

电池运行温度、放电倍率以及内阻是影响电池寿命的关键因素，引入电池运行温度、放电倍率以及内阻作为电池寿命的影响参量进行建模预测是有效的。

权利要求书2页 说明书4页 附图1页CN 108037463 A 2018.05.15C N 108037463A1.一种锂离子电池寿命预测方法，其特征在于，所述方法包括如下过程：对相同型号在役或退役电池运行数据进行收集，建立包括电池运行温度、电池放电倍率、电池内阻以及总使用寿命参数的数据库；建立电池寿命预测线性回归函数模型：h(x)＝hθ(x)＝θ0+θ1x1+θ2x2+θ3x3其中，x＝{x1，x2，x3}为影响电池寿命参数，x1为电池运行温度，x2为电池放电倍率，x3为电池内阻，h(x)为电池总使用寿命，θ＝{θ1，θ2，θ3}为各参数对于寿命衰退的影响系数，θ0为噪声，服从均值为0，方差为σ的正态分布；将特定型号电池运行温度、电池放电倍率、电池内阻代入上述回归模型，得到了电池的总使用寿命。

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201610887557.0(22)申请日 2016.10.11(71)申请人 合肥国轩高科动力能源有限公司地址 230011 安徽省合肥市新站区岱河路599号(72)发明人 梁大宇　俞金萍　(74)专利代理机构 合肥天明专利事务所 34115代理人 王丽丽　金凯(51)Int.Cl.G01R 31/36(2006.01)(54)发明名称一种锂离子电池循环寿命的快速预测方法(57)摘要本发明涉及一种锂离子电池循环寿命的快速预测方法，包括以下步骤：将待评价的电池进行不同循环次数的短期循环性能测试，记录不同循环次数及其对应的容量保持率；将经过不同循环次数后的电池拆解，并置于高温烘箱中烘烤，直至将电解液烘干去除，利用质量差减法计算电池在循环后电解液保有率；根据循环次数、容量保持率和电解液保有率的测试数据进行拟合计算，对电池的循环寿命进行预测。

本发明与常规的循环寿命测试方法相比，简单易行，大大缩短了循环寿命的测试周期，而且与纯理论计算和经验模型预测相比，更具有普适性，与实际测试结果一致性更好。

权利要求书1页 说明书3页 附图1页CN 106324524 A 2017.01.11C N 106324524A1.一种锂离子电池循环寿命的快速预测方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将待评价的电池进行不同循环次数的短期循环性能测试，记录不同循环次数及其对应的容量保持率；(2)将经过不同循环次数后的电池拆解，并置于高温烘箱中烘烤，直至将电解液烘干去除，利用质量差减法计算电池在循环后电解液保有率；(3)根据循环次数、容量保持率和电解液保有率的测试数据进行拟合计算，对电池的循环寿命进行预测。

2.根据权利要求1所述的锂离子电池循环寿命的快速预测方法，其特征在于：步骤(1)中，所述循环次数为10～50次，停止循环测试后的电池处于放电状态。

专利名称：一种用于预测锂电池生命周期的方法专利类型：发明专利
发明人：刁岩,冯烁,王洋
申请号：CN201710454905.X
申请日：20170616
公开号：CN107238801A
公开日：
20171010
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明涉及一种用于预测锂电池生命周期的方法。

该方法先对某种型号规格的锂动力电池，进行指定次数的循环后，进行电性能检测；然后拆解，获得电池的正极材料、负极材料、隔膜和电解液中的一种或多种，并进行材料学检测和/或分析化学检测，建立关于锂动力电池电性能指标、材料学参数和/或分析化学参数与循环次数之间对应关系的标准数据库；再取待测锂动力电池同样进行拆解并进行相关检测，进行比对，预估电池的剩余的循环次数。

本发明能够为废旧动力电池的剩余循环次数提供准确的判断依据，为废旧锂动力电池梯次利用的产品定位提供评判方法，避免了单纯使用电性能参数与循环次数/寿命的对应关系来预测电池寿命带来的误差。

申请人：长沙新材料产业研究院有限公司
地址：410205 湖南省长沙市岳麓区麓谷企业广场B8栋7楼
国籍：CN
代理机构：长沙正奇专利事务所有限责任公司
代理人：郭立中
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