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电池能量和功率是整车性能的关键指标，准确的评估二者与老化状态的关系对整车全生命周期的控制至关重要。以三元方壳锂离子电池为研究对象，开展循环实验，并进行全生命周期的电化学性能表征，包括容量能量、混合脉冲功率特性（HPPC）、最大脉冲功率，分析电池老化衰减状态与内部机理的关系。实验结果表明：随着循环老化，电池正极溶出Ni、Mn元素，副反应加剧，负极固体电解质界面（SEI）膜明显增厚。老化主要来自负极活性物质的损失以及活性锂损失，功率和能量的衰减与容量、内阻倒数的衰减相关性极强，分别呈一次和二次函数关系。
Abstract：Battery energy and power are key indicators of vehicle performance， and accurate evaluation of the relationship between aging state and energy/power is crucial for managing the vehicle's entire lifecycle. In this paper， an NCM prismatic lithium-ion battery was subjected to cycling and electrochemical performance tests， including capacity， energy， Hybrid Pulse Power Characterization (HPPC)， and maximum pulse power measurements. The test results show that as the battery ages， Ni and Mn dissolve from the positive electrode， side reactions intensify， and the SEI film thickens significantly. The degradation primarily stems from loss of active material (LAM) in the anode and loss of lithium inventory (LLI). Furthermore， the power and energy characteristics observable during aging correlate strongly with capacity fade and the increase in internal resistance. Specifically， these relationships follow distinct linear and quadratic functions.
[1] 姚兰．2022年新能源汽车销量超过680万辆[J]．汽车纵横，2023(2)：106-107．
[2] 李伟善，邱仕洲．锂离子电池容量衰减的原因分析[J]．电池工业，2001，6(1)：21-24．
[3] 夏玉佳，陈丹丹，宋林霏，等．过渡金属溶出对电池循环的影响[J]．电池工业，2025，29(5)：351-356，366．
[4] 胡晓亚，郭永芳，张若可．锂离子电池健康状态估计方法研究综述[J]．电源学报，2022，20(1)：126-133．
[5] LIU D T，YIN X H，SONG Y C，et al．An on-line state of health estimation of lithium-ion battery using unscented particle filter[J]．IEEE Access，2018，6：40990-41001．
[6] KLASS V，BEHM M，LINDBERGH G．A support vector machine-based state-of-health estimation method for lithium-ion batteries under electric vehicle operation[J]．Journal of Power Sources，2014，270：262-272．
[7] 郭桐，刘涛，方德宇，等．锂离子电池健康评估研究进展[J]．电池工业，2023，27(1)：48-54．
[8] 杨博，钱玉村．锂离子电池健康状态估计综述[J]．昆明理工大学学报(自然科学版)，2024，49(3)：147-165．
[9] 何文轩，耿磊，姚芳．电动汽车动力锂离子电池可靠性关键技术综述[J]．电源学报，2024，22(2)：183-196．
[10] 谭必蓉，杜建华，叶祥虎，等．基于模型的锂离子电池SOC估计方法综述[J]．储能科学与技术，2023，12(6)：1995-2010．
[11] 李晓华，赵宇．基于改进回声状态网络的锂离子电池剩余使用寿命预测[J]．电池工业，2023，27(2)：66-73．
[12] 雷二涛，张浚坤，王瑾瑜，等.基于集成模型的锂离子电池SOH估计[J/OL].电源学报，1-12[2025-08-27].https://link.cnki.net/urlid/12.1420.tm.20240611.1453.002.
[13] 高仁璟，吕治强，赵帅，等．基于电化学模型的锂离子电池健康状态估算[J]．北京理工大学学报，2022，42(8)：791-797．
[14] 丁恒，黄凯，田海建．基于VMD和ISSA-ELM的锂离子电池剩余使用寿命预测[J]．电源学报，2024，22(6)：188-198．
[15] LI A G，MAYILVAHANAN K，WEST A C，et al．Discrete-time modeling of Li-ion batteries with electrochemical overpotentials including diffusion[J]．Journal of Power Sources，2021，500：229991．
[16] XIONG R，PAN Y，SHEN W X，et al．Lithium-ion battery aging mechanisms and diagnosis method for automotive applications：Recent advances and perspectives[J]．Renewable and Sustainable Energy Reviews，2020，131：110048．
[17] HARLOW J E，GLAZIER S L，LI J，et al．Use of asymmetric average charge- and average discharge- voltages as an indicator of the onset of unwanted lithium deposition in lithium-ion cells[J]．Journal of the Electrochemical Society，2018，165(16)：A3595-A3601．
[18] 裴磊．基于平衡电压的电动汽车锂离子电池状态估计方法研究[D]．哈尔滨：哈尔滨工业大学，2016．
[19] ZHU J G，DEWI DARMA M S，KNAPP M，et al．Investigation of lithium-ion battery degradation mechanisms by combining differential voltage analysis and alternating current impedance[J]．Journal of Power Sources，2020，448：227575．
[20] KEIL J，JOSSEN A．Electrochemical modeling of linear and nonlinear aging of lithium-ion cells[J]．Journal of the Electrochemical Society，2020，167(11)：110535．
[21] LAMORGESE A，MAURI R，TELLINI B．Electrochemical-thermal P2D aging model of a LiCoO_(2)/graphite cell：Capacity fade simulations[J]．Journal of Energy Storage，2018，20：289-297．
[22] 冯辉，陈俊超，郭东轩，等．高镍三元正极材料的失效机理及其改性策略[J]．电源技术，2025，49(2)：237-249．
基本信息:
中图分类号:TM912
引用信息:
[1]杨慧敏,吕国霞,朱阳阳,等.方壳锂离子电池能量与功率衰减特性研究[J].电池工业().
2026-04-09
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