78.5A放電過程中不同SOC下EIS在線監(jiān)測——大容量動力電池研究的新探索

      實驗室中對電池的EIS測試經常選擇在開路電位下OCP進行，測試電池樣品在達到一定狀態(tài)后的靜態(tài)EIS。而大容量動力電池的實際應用場景（如電動車急充 / 急放、儲能系統(tǒng)并網波動）決定了其常處于非靜止狀態(tài)或 “非線性電化學狀態(tài)"，靜態(tài) EIS不能直接的反映電池在應用過程中的狀態(tài)。在充放電過程中在線測試EIS，或者說工況 EIS， 可對電池樣品進行模擬實際運行過程中的實時狀態(tài)做在線的反饋，從而對實際工況匹配、性能本質揭示、全生命周期管理等方面對大容量動力電池的測試提供新的數據支撐。

一、測試對象條件

       測試對象：314Ah鋰離子電池

      測試條件：78.5A放電（0.25C）, 10A振幅擾動，1kHz到0.1Hz頻率掃描范圍

       測試設備：IPS PTC-05100EW 100A電化學工作站

       78.5A放電過程中10A擾動EIS測試界面

二、測試結果

      1、100 SOC到90 SOC，可以看到在100 SOC下低頻阻抗呈現出非常大的變化，電池在該階段沒有處于充放電平臺，78.5A放電電流下電池電壓呈現快速的下降趨勢，從而表現出阻抗曲線的低頻波動。相比之下，95 SOC和90 SOC下測試結果重合性較高，說明此時電池已經處于充放電平臺區(qū)域，同樣的放電電流引起的電壓降低并不明顯，或者說電池的狀態(tài)變化并不大。

      2、95 SOC到10 SOC的數據疊加對比，可以進一步支撐對于充放電平臺下電池狀態(tài)穩(wěn)定狀態(tài)的理解。

      3、10 SOC到0 SOC的數據可以看到在0 SOC下低頻阻抗再次呈現出非常大的變化，電池在該階段走出充放電平臺，在78.5A放電電流下電池電壓呈現快速的下降趨勢。

 4、100 SOC、70 SOC、30 SOC和0 SOC的數據疊加對比

三、結果分析

      結合擬合電路，對數據做電感L、歐姆阻抗Rs、極化阻抗Rct分析，并與同意樣品在OCP下兩個擾動（10A和30A）下的EIS測試的結果做對比。采用模型如下：

      1、電感變化

      2、Rs變化

      3、Rct變化