[发明专利]一种基于低频EIS的快速容量评估方法

权利要求书

1.一种基于低频EIS的快速容量评估方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、对满电态的锂离子电池进行低频段EIS测试，得到原始阻抗实部和虚部集合；

S2、对原始阻抗实部和虚部集合进行坐标变换，得到阻抗实部和虚部集合；

S3、确定电化学阻抗特征频率范围并计算阻抗模；

S4、根据修正的韦伯阻抗公式计算韦伯因子W_d，进一步计算新健康因子：伪锂离子扩散系数PLDC和伪锂离子扩散状态PLDS；

S5、通过PLDS快速评估锂离子电池容量状态；

步骤S2中坐标变换的公式为：

Re_f，tran＝Re_f，ini-Re_2Hz，Im_f，tran＝Im_f，ini-Im_2Hz；

其中Re_2Hz表示测试频率为2Hz时对应的阻抗实部，Im_2Hz表示为测试频率为2Hz时对应的阻抗虚部，根据坐标变换的公式得到阻抗实部和虚部集合，具体表示为(Re_f，tran，Im_f，tran)；

步骤S3的具体步骤为：

S31、计算相邻两个频率点的阻抗斜率k以此确定电化学阻抗特征频率范围，其计算公式为：其中ΔIm和ΔRe分别表示相邻两个频率点电化学阻抗的虚部之差和实部之差；每相邻两个频率点计算阻抗斜率k，按频率降序排列，计第一个斜率大于0.5的频率为特征频率f_char，得到电化学阻抗特征频率范围为[f_min，f_char]，[f_min，f_char]内的阻抗实部和虚部为有效计算数据，记为其中f_c∈[10mHz，f_char]；

S32、计算的阻抗模|Z_w|，计算公式为其中Re和Im分别表示阻抗实部和虚部；

步骤S4的具体步骤为：

S41、对韦伯阻抗进行修正，修正后的韦伯阻抗表示为Z_wcor，计算公式为Z_wcor＝W_d(jω)^-α，根据欧拉公式得到其中W_d记为韦伯因子，ω为角频率，α表示阶数且α∈[0，1]；

S42、对进行线性拟合得到拟合斜率p；

S43、基于将步骤S41修正后的韦伯阻抗计算公式进一步表示为：Z_wcor＝|Z_w|cosθ-j|Z_w|sinθ，其中表示直线与x轴的夹角，根据tanθ＝p，则进一步计算

S44、根据步骤S32得到的阻抗模，计算韦伯因子

S45、伪锂离子扩散系数计算公式为：伪锂离子扩散状态计算公式为：其中PLDC_current表示当前状态下伪锂离子扩散系数因子，PLDC_initial表示初始状态下伪锂离子扩散系数因子。

2.如权利要求1所述的基于低频EIS的快速容量评估方法，其特征在于，步骤S1的具体方案为：

对满电态的锂离子电池施加幅值为5mV的正弦交流电压激励，频率范围为10mHz-2Hz，则最小频率f_min为10mHz，得到原始阻抗实部和虚部集合，具体表示为(Re_f，ini，Im_f，ini)，其中f∈[10mHz，2Hz]。

3.如权利要求1所述的基于低频EIS的快速容量评估方法，其特征在于，所述锂离子电池为锰酸锂动力电池、钴酸锂动力电池、磷酸铁锂动力电池或三元材料动力电池。