锂电池常用的差分电压DVA和容量增量ICA分析方法
锂电池常用的差分电压DVA和容量增量ICA分析方法
基于电压电流测试数据的锂离子电池老化分析方法为容量增量分析法（ICA）和差分电压分析法（DVA），通过对电池小倍率恒流充放电过程中的 容量-电压 曲线求导即可得到容量增量曲线（ｄQ／ｄV-V，IC曲线），对 电压-容量 曲线求导即可得到微分电压曲线（ｄV／ｄQ-Q，DV曲线），通过分析IC或DV曲线上各种峰谷特征随电池老化的演变规律，即可对电池的老化模式和健康状态进行全面的评价。
正负电极活性材料在锂离子嵌入和脱出过程中依次经历多个不同的相变阶段，每一个相变阶段对应着正负电极OCV曲线上的一个电压平台。全电池OCV曲线等于正负电极OCV曲线之差，因此全电池OCV曲线上的电压平台为正极和负极多个相变阶段综合作用的结果，全电池曲线上的每一个电压平台即对应着一种正极和负极相变阶段的特定组合。随着电池老化，其OCV曲线上的电压平台将出现相应变化。
电压平台的变化可以反映电池的老化模式，但该变化难以从电池OCV曲线上直接捕捉到。对电池的 容量-OCV 曲线求导即可得到其IC曲线，表示单位电压变化对应的充放电容量。经过这种转换后，OCV曲线上的电压平台变为IC曲线上较为突出的峰，电压平台随电池老化的微弱变化也转变为了IC峰较为明显的衰减。IC曲线上各个峰下包络的面积即OCV曲线上各个电压平台对应的容量可以表示参与该相变阶段反应的锂离子数量。因此，IC峰面积随电池衰退的变化可以反映电池的各种老化模式，包括LAMpe、LAMne和LLI，此即ICA分析法。
虽然在IC曲线上可以清晰地看到各个峰随电池老化的变化，但是并不能直接获得各个峰所对应的面积。对电池的 OCV－容量 曲线求导即可得到电池的DV曲线，表示单位容量对应的电压变化。IC曲线上的峰分别对应着DV曲线上的各个谷，由于DV曲线的横坐标为容量，可以更为方便地获取曲线上各个谷所对应容量。
综上所述，IC曲线和DV曲线清晰地建立了电池外部电压电流监测数据与内部反应机理之间的有效联系，通过分析IC曲线和DV曲线的峰谷特征随电池老化的演变规律可以定性辨识电池的老化模式。
文章来源：新能源时代
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揭秘特斯拉新电池：研发周期减半、零件试验省略、低温缺乏稳定性
图片来源@视觉中国
钛媒体注： 本文来自于微信公众号新浪科技（ID：techsina），作者：花子健，钛媒体经授权发布。
改用磷酸铁锂电池后降价近3万元的国产Model 3标准续航版，如今正因为磷酸铁锂电池的表现异常，遭受新一轮的质疑。
多位车主提车不久就发现磷酸铁锂电池出了问题，在冬天续航缩水厉害，也无法充满电到100%，但还需要遵守官方的指导一周充满一次电。
一位北京的磷酸铁锂版Model 3车主表示，在当前的北京天气情况下，市内短途驾驶为主，晚上停放地库白天停放地上，充满后显示续航420km，但是在行驶241km后，电量剩余5%。充电1个小时充进52kWh电量，显示的续航仍为420km。
“虽然符合预期，与官方宣称的468km续航差别不小。实际在200km以上的续航，算是我的预期下限。” 该车主表示。与他有相同遭遇的车主不少。
一方面，等等党获得了磷酸铁锂电池带来的降价的延迟满足感；另外一方面，磷酸铁锂电池让国产Model 3更像“电动爹”，焦虑感也在增加。
磷酸铁锂电池研发周期缩短一半
“磷酸铁锂电池在冬天确实掉得很厉害，我一个很好的客户买了后，现在快跟我气死了。” 一位已经在特斯拉工作多年的销售告诉新浪科技，现在不少人在找他想拿三元锂电池的国产Model 3，但现在的库存的确越来越少。
他告诉新浪科技，曾经有一位消费者，通过熟人拜托他帮忙找一辆装载三元锂电池的国产Model 3标准续航版，他第二天托人情找到了一辆，而且还不是在门店所在的城市，而是在别的城市。“这部分一般是库存车，或者是展车。以后也没机会花24万就能买到LG三元锂电池的Model 3了。”他说。
加上抄底情绪，消费者开始抢购为数不多的LG三元锂版Model 3，“甚至还有很多原来打算买标准续航的，托关系来找三元锂电池长续航Model 3的折损车，这部分车辆一般是之前7天信心保障计划的退车，或者是展车、试驾车等，有1-2万元不等的优惠。”他告诉新浪科技。
这足以说明，磷酸铁锂版Model 3的续航缩水已经影响到消费者信心。
“这次特斯拉的磷酸铁锂有仓促上马的情况，当年21700电池的开发周期是23个月，磷酸铁锂则不到12个月。”一位刚从特斯拉离职的员工告诉新浪科技。
宁德时代一位内部人士透露，特斯拉磷酸铁锂电池从提出需求到实现量产，只用了大约9个月。“整车试验，零件DV/PV试验都省略了。”该人士透露。而一位员工向新浪科技确认，“特斯拉在中国没有整车测试团队。”
21700电池是特斯拉和松下合作研发的三元锂电池，用以替代稳定性较差的18650电池。后者是早期特斯拉车型使用的圆柱形锂离子电池。相比较18650动力电池，21700电池安全性更高、能量密度更大、电池循环次数更多。
最早，进口到中国的Model 3使用的就是来自松下的21700三元锂电池，国产Model 3早期也曾经使用过松下三元锂电池，后来因为供应短缺，改用了LG在南京工厂生产的21700三元锂电池。
21700是电池的一种封装工艺，采用的是圆柱形的电池组，松下和LG的电池都是采用的这种工艺；而宁德时代的磷酸铁锂电池则是采用方形电池组。三元锂电池中含有贵金属钴镍锰，因而成本更高，波动受贵金属行情影响大，磷酸铁锂电池则成本较低且稳定。
2020年10月1日，特斯拉宣布国产Model 3价格下调，标准续航版将至24.99万元、长续航版30.99万元。其中，标准续航版的电池从三元锂变为磷酸铁锂。而磷酸铁锂电池的供应商为宁德时代。
早在今年5月，特斯拉已经在工信部对使用磷酸铁锂电池的Model 3进行申报。随后，工信部公布的《道路机动车辆生产企业及产品公告》（第337批）车辆公示清单上，出现了搭载磷酸铁锂电池的特斯拉Model 3的身影。在5月举行的宁德时代2019年年度股东大会上，宁德时代确认在下半年开始向特斯拉供应磷酸铁锂电池。
“降价后固然可以刺激销量，但目前的电池问题，跟研发周期缩短有关系。” 该离职员工告诉新浪科技，这不仅影响用户体验，还会影响后续充电桩的运营效率。这与特斯拉对磷酸铁锂版Model 3车主的官方建议有关。
降价后，在10月16日，特斯拉客户支持官方微博发布了一条内容，建议搭载磷酸铁锂电池的新标准续航升级版Model 3在充电时无需考虑充电限制，充满为止。特斯拉还建议车主至少每周满格充电一次，并表示这样有助于平衡电池组之间的电压，并有利于保持车辆精确预估和显示剩余电量。
有一位车主向新浪科技分享了他近期去超级充电桩充电的经历，超级充电桩比之前有更多的车主在排队等候充电，因为很多新车车主在等着自己的车充电充满到100%，而这些新车主都是磷酸铁锂版Model 3，正在遵循官方每周充满一次的建议。
降价的喜悦不等于用车的舒适
这与此前特斯拉官方对电池充电的建议不同。针对三元锂电池，特斯拉的官方建议是不要充满，除非在长途旅行时，可以将电池充满。
但是针对磷酸铁锂电池，特斯拉却建议车主一周要充满一次，理由是有助于平衡电池组之间的电压，并随着时间推移还能保持车辆精确预估和显示剩余电量。
一位业内人士表示，官方的建议更大的意义在于帮助官方本身积累和完善关于磷酸铁锂电池BMS（电池管理系统）的相关数据。另外一方面则是对于北方等低温地区，更高频的校准有助于车辆更精确了解电池情况，防止出现测不准导致的续航突然变短。
换句话来说，就是磷酸铁锂电池在低温状态下对剩余电量测算不稳，容易出现大范围掉电的情况，而特斯拉官方因为研发周期的缩短，测试数据不够，所以需要用户来帮进行数据测试，才能在后期获得稳定的数据。
一位动力电池工程师告诉新浪科技，国产Model 3的特性是高压不下电，所以电池的SOC计算（可用电量）和修正一直以来都会存在偏差，数值并不准确。而对于磷酸铁锂电池满充，该工程师表示，满充都会影响电池寿命，一个很形象的比喻是“吃太撑就是会影响寿命。”
等来了磷酸铁锂电池使用后降价的Model 3，但却没有完全得到购车后的舒适用车——在低温环境下缺乏稳定表现的磷酸铁锂电池，正在困扰越来越多的车主。买车，就意味着要帮助特斯拉测试磷酸铁锂电池。
一位来自上海的车主，在10月底提到了磷酸铁锂版的Model 3，生产日期是国庆期间。提车当天显示满电情况下的续航里程仅为413km。一周之后，满电状态下续航仅为400km。
再过了一周，充电只能达到94%，提示充电完成，无法继续充电，显示续航为387km。次日再充电时，发现车辆不能满充且显示的续航只有353km。他在遭遇一连串问题后，到特斯拉售后服务中心要求技术人员协助查询SOC，后台显示的数值为46.2kWh，仅为标定的55kWh的约80%。
“降价后的那几天，我每天卖十几台车。” 一位销售告诉新浪科技，那段时间加班到半夜成为常态。然而，很多用户却被电池的问题困扰。
降价冲量，还让用户帮助测试数据，特斯拉不能两个好处都占了。
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