不同SOC下10A/30A大电流扰动EIS测试——大容量动力电池研究的新探索

不同SOC下10A/30A大电流扰动EIS测试——大容量动力电池研究的新探索

常规低扰动 EIS 的核心前提是 “电池电化学系统处于线性区"，即阻抗不随信号幅度变化。但大容量锂电池因电极结构复杂（厚电极、多活性物质层）、离子传输路径长、界面反应活跃，在实际运行中（如大电流充放电）必然进入 “非线性区"，此时低扰动测试的结果与真实状态偏差极大。

      高扰动 EIS 的关键价值在于：通过更大幅度的信号激发电池内部深层电化学过程，捕捉 “阻抗随扰动幅度的变化规律"，暴露低扰动测试无法发现的非线性特征。通过模拟 “实际工况下的信号强度"，使测试环境与应用环境高度匹配，高扰动 EIS 结果可直接用于：

       1、验证电池在大电流冲击下的阻抗稳定性；

       2、评估快充过程中电极界面的动态响应能力；

       3、预判电池在强动态工况下的性能衰减趋势。

一、测试对象条件

       测试对象：314Ah锂离子电池

      测试条件：放电测试，78.5A放电（0.25C）;阻抗测试，开路电位OCP, 10A/30A振幅扰动，1kHz到0.1Hz频率扫描范围

       测试设备：IPS PTC-05100EW 100A电化学工作站

 二、测试结果

      1、100 SOC到0 SOC 30A扰动EIS测试结果对比，除100 SOC下低频阻抗呈现出明显的传质阻抗以外，95 SOC到0 SOC下测试结果趋势一致，重合性较高，说明电池的状态变化并不大。

      2、10A 扰动和30A 扰动EIS测试结果对比，结果表明，30A测试结果更好

三、结果分析

      结合拟合电路，对数据做电感L、欧姆阻抗Rs、极化阻抗Rct分析，把两个扰动（10A和30A）下的EIS测试的结果做对比。采用模型如下：

      1、电感变化

      2、欧姆阻抗变化

      3、极化阻抗变化