基于退化轨迹的锂离子电池加速试验研究.pdf

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1、装备环境_丁程笫10卷第2期·30·EQUIPMENTENVIRONMENTALENGINEERING2013年04月基于退化轨迹的锂离子电池加速试验研究王亚辉，李晓钢(北京航空航天大学可靠性与系统工程学院，北京100191)摘要：针对锂离子电池长寿命、高可靠的特点，提出了使用恒定应力加速退化试验对其进行可靠性评估与寿命预测的方法。首先对锂离子电池进行FMEA分析，得出容量衰减是最常见的失效模式，并以温度作为主要的加速应力。其次，确定锂离子电池的加速退化模型和参数退化轨迹模型，并进行锂离子电池的加速退化试验设

2、计。确定加速应力水平时，在锂离子电池参数退化轨迹的基础上，根据巴特if,4特检验统计量确定退化机理一致的边界应力。最后，基于伪寿命对锂离子电池的可靠性进行评估。关键词：锂离子电池；FMEA；容量衰减；加速退化试验；巴特if,0特检验统计量中图分类号：TM912．9文献标识码：A文章编号：1672—9242(2013)02—0030—04StudyofLi-ionCellsAcceleratedTestBasedonDegradationPathWANGYa—hui，L1Xiao—gang(SchoolofRe

3、liabilityandSystemEngineering，BeijingUniversityofAeronauticsandAstronautics，Beijing100191，China)Abstract：Accordingtothecharacteristicsoflonglife，highreliabilityofLi—ioncell，aconstantstressaccelerateddegradationtestmethodwasputforwardtoaccessesreliabilityand

4、predictslifetimeofLi-ioncel1．FMEAanalysiswascarriedoutonLi—ioncellregardingcapacityreductionasthemostcommonfailuremodeandusingtemperatureasthemostimportantacceleratedstress．TheaccelerateddegradationmodelsandparametersofthedegradationpathmodelofLi——ioncellwe

5、redeterminedandtheaccelerateddegradationtestofLi—ioncellwasdesigned．DegradationmechanismconsistencyboundarywasdeterminedbytheBartlettstatisticbasedonparameterdegenerationpathandthedeterminedacceleratedstressleve1．ThereliabilityofLi——ioncellwasaccessedbasedo

6、npseudolife．Keywords：Li—ioncell；FMEA；capacityreduction；accelerateddegradationtest；Bartlettstatistic锂离子电池是一种性能好、寿命长的独立电锂离子电池产品不仅具有长寿命、高可靠性的源。由于锂离子电池的优越性，其应用范围越来越特点，而且更新换代速度很快，为了能够在节约时间广泛，从汽车交通到卫星飞船，从备份电源到能源储和成本的情况下获取可信的锂离子电池寿命及可靠备等，锂离子电池扮演的角色越来越重要。因此人性指标，必须选

7、用合适的试验技术与寿命评估方们对其性能、寿命、可靠性的要求也越来越高。法。若利用加速寿命试验对产品进行可靠性评估，收稿日期：2012—11—26作者简介：王亚辉(1987一)，男，河南漯河人，硕士研究生，主要研究方向为可靠性与环境试验技术。第10卷第2期王亚辉等：基于退化轨迹的锂离子电池加速试验研究·31·必须有足够多的失效数据，显然这对于长寿命、高可靠的产品是不合适的。加速退化试验是在保持退化1锂离子电池的薄弱环节和敏感应力机理不变的条件下，通过提高应力水平加速产品的分析性能退化，并收集性能退化数据，然后在

8、统计的基础上利用这些数据估计产品的可靠性及预测产品在正常应力水平的寿命特征。考虑到恒定应力加速退化1．1锂离子电池的FMEA分析试验实施简单，且数据处理简单，文中针对锂离子电池的恒定应力加速退化试验进行了研究。首先对锂大量关于锂离子电池失效机理研究1l-4]表明，锂离子电池进行FMEA分析，利用加速退化试验，并在离子电池的主要失效模式有容量衰减、漏液或漏气确定退化机理一致的加速边界应力时，采用巴特利