鋰電池的使用壽命是怎么評估的？

溫度范圍廣等優勢廣泛使用于消費電子、電動車等范疇，如新一代的豐田Prius、雪弗萊Volt、日產Leaf及比亞迪E6均采用鋰電池。同時，鋰電池已擴展到航空、航天、航海、軍事通信等范疇，尤其是空間使用，其已成為替代目前鎳氫、鎳鎘電池的第三代衛星儲能電池，部分空間項目已進入工程化使用階段，如NASA的勇氣號和機遇號火星檢測器、鳳凰號火星著陸器，歐空局的火星快車項、ＲOSETTA平臺及日本的隼鳥號小行星控測器等都采用了鋰電池作為儲能電源。

與此同時，鋰電池的在安全性和可靠性一直都是其使用中非得十分關注的問題，緊要體今朝能量大、電壓高、且電解液大多為有機易燃物，使用不當時可能導致電池溫度升高、著火甚至爆炸;過充電、過放電會導致電池內部材料特性發生變化，造成不可逆的容量損失，從而導致性能下降，壽命縮短。過放電還會使電池內部的鋰離子金屬化，以致引起短路甚至爆炸;由于工藝的差異性，電池內阻往往不一致，隨著充放電的循環進行，電池包內單體電池的性能失衡，使電池包的壽命縮短。電池故障可能導致用電設備/系統的性能下降或故障、甚至致命任務失敗，新增成本。比如，電動車鋰電池管理不當，引起著火和爆炸。航空航天范疇，電源系統故障是導致任務

失敗的緊要原。例如，1999年，美國的太空實驗AFＲL由于電池內部阻抗異常導致實驗的失敗;2013年，數架波音787夢幻客機由于鋰電池

針對近年鋰電池健康管理和壽命預測相關研究的綜述包括:文獻等對故障預測和健康管理技術進行綜述，涉及很多使用于鋰電池的辦法和實例;文獻對鋰電池狀態監測和估計辦法進行了總結;對鋰電池的退化機理、老化建模和估計等進行充足分解;文獻對電動車BMS的相關支撐技術進行了系統分解;文獻對鋰電池壽命預測的部分典型辦法進行分解。另外，荷電狀態(state-of-charge，SOC)和健康狀態(state-of-health，SOH)估計、建模的相關研究較多，為相關范疇的研究人員供應了緊要參考。然而，目前尚缺少關于發展較快的鋰電池的性能退化建模、健康評估和壽命估計辦法的相對系統性的歸納和總結。

性能或健康狀態表征電池相關于新電池，其存儲電能、能量的能力，是定量描述電池退化程度的指標。隨著電池充放電次數的新增，其性能或健康狀態逐漸衰減。退化狀態識別就是不同性能變量映射到對應健康因子(以確定對象系統當前健康水平的過程，是實現ＲUL預測的前提條件。一般可以采用容量、功率及阻抗表征電池的退化狀態，額定容量的衰減程度是電池健康狀態的緊要表征，通過測量或估計電池最大充電容量計算。亦可以通過電池最大輸出功率的退化表征退化狀態，另外，隨著鋰電池充放電次數的新增，其內阻不斷增大，能量損耗新增，文獻都采用電池內阻描述電池的SOH，這種辦法的關鍵非得準備獲得內阻值

電池的全壽命周期對電池進行各種加速實驗，如溫度加速、放電速率、放電深度加速等，即按照一定放電速率放電(廠家規定或行業內標準)定期對電池容量進行探測，估計電池容量的退化模型。文獻［采用相關經驗指數模型和多項式回歸模型集成辦法跟蹤鋰電池的容量退化趨勢，采用三參數指數退化模型描述鋰電池的容量退化趨勢，文獻利用安時法獲得電池容量，并采用高斯過程回歸法獲得容量的退化趨勢。Moo等人采用加強的安時法評估鋰電池的SOH。安時法是一種離線辦法，關于在線使用

提出了改進辦法Ah-V辦法，采用恒流放電，通過電流積分得到電充放電電量和電池充放電電壓和開路電壓之間的關系函數，利用非線性擬合建立電池SOH與這些電壓之間的關系。在線使用時，通過估計電池的開路電壓即可實現對電池SOH的估計，前提條件是準確估計電池的開路電壓。所述的退化狀態識別辦法，比較分解如下:電化學分解法可以給出電池老化過程的具體解釋，但該辦法是破壞性、侵入式的辦法，僅適用于電池加工與設計人員改善設計，卻不適用于工程使用。安時法辦法簡單，便于實現。但電池的充放電試驗環境及試驗條件很難傾覆實際使用的復雜環境和工況，且探測時間長

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