隨著對電動汽車電池的需求持續(xù)增長，密歇根大學(xué)的研究人員已經(jīng)開發(fā)出一種方法來預(yù)測制造工藝和材料的變化將如何影響電池的壽命。

密歇根大學(xué)的工程師們已經(jīng)確定，在電池制成后立即測量的內(nèi)阻，是衡量電池壽命的一個關(guān)鍵指標(biāo)。測量可以在制造過程的尾部幾秒鐘內(nèi)完成，幾乎不需要額外的成本。

以前的研究表明，壽命預(yù)測是可能的，但它需要反復(fù)循環(huán)--充電、放電和再充電，以收集訓(xùn)練算法所需的數(shù)據(jù)。確定壽命所需的老化測試可能需要數(shù)周至數(shù)月才能完成。由于這個原因，測試只針對少數(shù)電池，而不是所有產(chǎn)生的電池。

但是最近發(fā)表在《焦耳》雜志上的這項新研究表明，準(zhǔn)確的電池壽命可以在一個電阻測量的幫助下進(jìn)行預(yù)測，或者說是對電池在多大程度上抵制其內(nèi)部電流流動的一種測量。該電阻可能來自內(nèi)部組件的材料，或者影響離子在電池電極之間移動的電化學(xué)因素。在低電荷水平下測量電阻是關(guān)鍵。

該研究的主要作者、機(jī)械工程專業(yè)的博士生AndrewWeng說："原則上，在低電荷狀態(tài)下的電阻測量可以在沒有任何循環(huán)的情況下獲得，這使得模型訓(xùn)練過程更快。"

密歇根大學(xué)電池實驗室建造的原型鋰離子電池在一個環(huán)境控制室內(nèi)進(jìn)行診斷性測量。資料來源：密歇根大學(xué)

為什么電阻是估計電池壽命的一個好晴雨表？

它可以表明有多少鋰與液態(tài)電解質(zhì)融合，液態(tài)電解質(zhì)在電池內(nèi)將離子從一個電極輸送到另一個電極。這種結(jié)合層被稱為固體電解質(zhì)間相，可以保護(hù)電極的表面，使其壽命更長。

進(jìn)入固體電解質(zhì)間相的鋰的數(shù)量通常難以測量。但在低充電狀態(tài)下，電池的內(nèi)阻與進(jìn)入固體電解質(zhì)間相的鋰的數(shù)量密切相關(guān)。這提供了一個快速測量該保護(hù)層，以及用普通設(shè)備測量電池的運行容量。

麻省理工學(xué)院的研究為汽車制造商提供了一個有用的工具，因為大多數(shù)汽車制造商正在迅速將其產(chǎn)品線從內(nèi)燃技術(shù)轉(zhuǎn)向混合動力和電動運輸。這一轉(zhuǎn)變使該行業(yè)在鋰離子電池材料方面展開競爭，尋求提高生產(chǎn)力和降低成本--所有這些都是在同一時間進(jìn)行的。

正如路透社本月早些時候報道的那樣，這些因素促成了"電動車電池的瓶頸"。

威廉-克萊-福特技術(shù)教授AnnaStefanopoulou和機(jī)械工程專業(yè)的博士生AndrewWeng確定了一種早期壽命診斷信號，可以預(yù)測形成協(xié)議對電池壽命的影響，而不需要進(jìn)行循環(huán)壽命測試。信用：密歇根大學(xué)

汽車制造商一直在努力降低汽車的生產(chǎn)成本，而現(xiàn)在，他們正在尋求使電動車電池盡可能具有成本效益，因此，我們試圖回答的問題是在制造過程本身中，你能多快地了解電池的使用壽命？

事實證明，答案是：立即，如果你知道在高通量測試中可以獲得的關(guān)鍵信號。找到這種關(guān)鍵的可測量特征，可以簡單地用于持續(xù)改進(jìn)和擴(kuò)大國內(nèi)電池制造規(guī)模。