Método de Análisis Cuantitativo para las Rutas de Envejecimiento a lo Largo del Ciclo de Vida de los Sistemas de Baterías de Iones de Litio Basado en la Reconstrucción del Potencial de Equilibrio

Las baterías de iones de litio de alta energía específica enfrentan una degradación acelerada y riesgos de seguridad. Para garantizar un funcionamiento estable y seguro de estas baterías en vehículos eléctricos a lo largo de su vida útil, este estudio propone un método de análisis del mecanismo de envejecimiento cuantitativo basado en la reconstrucción del potencial de equilibrio del electrodo en condiciones de reposo. Primero, al integrar el modelo electroquímico de partícula única con la reconstrucción del potencial de equilibrio, se establece un marco de mapeo cuantitativo entre el Estado de Carga (SOC) y la concentración de litación del electrodo. Posteriormente, para abordar la fuerte no linealidad entre el potencial de equilibrio y la concentración de litación, se introduce el Algoritmo de Transición de Estado (STA) para resolver el problema de identificación de parámetros acoplados de alta dimensión, mejorando la precisión en la estimación de parámetros de envejecimiento. Finalmente, se validó la efectividad del método propuesto utilizando una celda de potencia comercial NCM622/gráfico como objeto de investigación, y se analizaron las rutas de envejecimiento de la batería utilizando métodos de análisis de voltaje diferencial (DVA) y análisis de capacidad incremental (ICA). Los resultados experimentales indican que el ajuste de la curva de OCV logró un Error Cuadrático Medio Máximo de 0.00932, mientras revela cuantitativamente los patrones de degradación de los grados de litación del electrodo durante el envejecimiento bajo condiciones completamente cargadas (SOC = 100%) y completamente descargadas (SOC = 0%).