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密歇根大学发现新方法 可预测制造工艺和材料的变化对电池寿命的影响

2021-10-26 15:48:51 盖世汽车网 

盖世汽车讯 据外媒报道,随着市场对电动汽车电池的需求不断增长,密歇根大学(U-M)的研究人员开发了一种方法,可以预测制造工艺和材料的变化对电池寿命的影响。

(图片来源:密歇根大学)

U-M工程师已经确定了在制造电池后立即测量的内阻,并将其作为电池续航的关键指标。该测量可在制造过程的最后几秒钟内完成,几乎没有附加成本。

先前的研究表明,电池寿命可以预测,但需要重复循环,即充电、放电和再充电,以收集训练算法所需的数据。确定寿命所需的老化测试可能需要数周到数月才能完成。因此测试只针对少数电池,而不是生产的所有电池。

而U-M的研究可以借助电阻测量或测量电池与内部电流的对抗程度准确预测电池寿命。这种电阻可能来自内部组件材料,或影响离子在电池电极间移动的电化学因素。低电荷水平下测量电阻非常关键。

(图片来源:密歇根大学)

该研究的主要作者、机械工程博士生Andrew Weng表示:“原则上,在低荷电状态下,无需任何循环即可获得电阻测量值,从而使模型训练过程更快。”

那为什么电阻是评估电池寿命的关键指标?

电阻可以指示出有多少锂与液体电解质合并,其中电解质负责将离子从电池内部的一个电极传输到另一个电极。该组合层,即固体电解质中间相,可以保护电极表面并延长使用寿命。

进入固体电解质中间相的锂的量通常难以测量。但在低荷电状态下,电池的内阻与进入固体电解质中间相的锂的量密切相关。因此可以使用普通设备快速测量该保护层以及电池的工作容量。

(图片来源:密歇根大学)

随着大量汽车制造商不断将其产品线从内燃机技术转移到混合动力和电动交通,密歇根大学的研究为汽车制造商提供了一个有用的工具。而汽车制造商的这种转变也使该行业竞相争夺锂离子电池材料,同时寻求提高生产率和降低成本。

研究负责人Anna Stefanopoulou表示:“汽车制造商一直在努力降低生产汽车的成本,而现在,他们正在寻求使电动汽车电池尽可能具有成本效益。所以我们试图解决在制造过程中遇到的问题,即获得电池寿命信息可以有多快?研究发现答案为立刻,前提是在高通量测试中获得关键信号。找到这些关键的可衡量特征可以不断改进和扩大国内电池制造。”

(责任编辑: HN666)
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