實(shí)驗(yàn)室中對(duì)電池的EIS測(cè)試經(jīng)常選擇在開(kāi)路電位下OCP進(jìn)行,測(cè)試電池樣品在達(dá)到一定狀態(tài)后的靜態(tài)EIS。而大容量動(dòng)力電池的實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景(如電動(dòng)車(chē)急充 / 急放、儲(chǔ)能系統(tǒng)并網(wǎng)波動(dòng))決定了其常處于非靜止?fàn)顟B(tài)或 “非線性電化學(xué)狀態(tài)",靜態(tài) EIS不能直接的反映電池在應(yīng)用過(guò)程中的狀態(tài)。在充放電過(guò)程中在線測(cè)試EIS,或者說(shuō)工況 EIS, 可對(duì)電池樣品進(jìn)行模擬實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中的實(shí)時(shí)狀態(tài)做在線的反饋,從而對(duì)實(shí)際工況匹配、性能本質(zhì)揭示、全生命周期管理等方面對(duì)大容量動(dòng)力電池的測(cè)試提供新的數(shù)據(jù)支撐。
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:78.5A放電(0.25C), 10A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
78.5A放電過(guò)程中10A擾動(dòng)EIS測(cè)試界面
二、測(cè)試結(jié)果
1、100 SOC到90 SOC,可以看到在100 SOC下低頻阻抗呈現(xiàn)出非常大的變化,電池在該階段沒(méi)有處于充放電平臺(tái),78.5A放電電流下電池電壓呈現(xiàn)快速的下降趨勢(shì),從而表現(xiàn)出阻抗曲線的低頻波動(dòng)。相比之下,95 SOC和90 SOC下測(cè)試結(jié)果重合性較高,說(shuō)明此時(shí)電池已經(jīng)處于充放電平臺(tái)區(qū)域,同樣的放電電流引起的電壓降低并不明顯,或者說(shuō)電池的狀態(tài)變化并不大。
2、95 SOC到10 SOC的數(shù)據(jù)疊加對(duì)比,可以進(jìn)一步支撐對(duì)于充放電平臺(tái)下電池狀態(tài)穩(wěn)定狀態(tài)的理解。
3、10 SOC到0 SOC的數(shù)據(jù)可以看到在0 SOC下低頻阻抗再次呈現(xiàn)出非常大的變化,電池在該階段走出充放電平臺(tái),在78.5A放電電流下電池電壓呈現(xiàn)快速的下降趨勢(shì)。
4、100 SOC、70 SOC、30 SOC和0 SOC的數(shù)據(jù)疊加對(duì)比
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,并與同意樣品在OCP下兩個(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:
1、電感變化
2、Rs變化
3、Rct變化