78.5A放电过程中不同SOC下EIS在线监测——大容量动力电池研究的新探索

      实验室中对电池的EIS测试经常选择在开路电位下OCP进行，测试电池样品在达到一定状态后的静态EIS。而大容量动力电池的实际应用场景（如电动车急充 / 急放、储能系统并网波动）决定了其常处于非静止状态或 “非线性电化学状态"，静态 EIS不能直接的反映电池在应用过程中的状态。在充放电过程中在线测试EIS，或者说工况 EIS， 可对电池样品进行模拟实际运行过程中的实时状态做在线的反馈，从而对实际工况匹配、性能本质揭示、全生命周期管理等方面对大容量动力电池的测试提供新的数据支撑。

一、测试对象条件

       测试对象：314Ah锂离子电池

      测试条件：78.5A放电（0.25C）, 10A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

       78.5A放电过程中10A扰动EIS测试界面

二、测试结果

      1、100 SOC到90 SOC，可以看到在100 SOC下低频阻抗呈现出非常大的变化，电池在该阶段没有处于充放电平台，78.5A放电电流下电池电压呈现快速的下降趋势，从而表现出阻抗曲线的低频波动。相比之下，95 SOC和90 SOC下测试结果重合性较高，说明此时电池已经处于充放电平台区域，同样的放电电流引起的电压降低并不明显，或者说电池的状态变化并不大。

      2、95 SOC到10 SOC的数据叠加对比，可以进一步支撑对于充放电平台下电池状态稳定状态的理解。

      3、10 SOC到0 SOC的数据可以看到在0 SOC下低频阻抗再次呈现出非常大的变化，电池在该阶段走出充放电平台，在78.5A放电电流下电池电压呈现快速的下降趋势。

 4、100 SOC、70 SOC、30 SOC和0 SOC的数据叠加对比

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，并与同意样品在OCP下两个扰动（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、Rs变化

      3、Rct变化