近日，英國牛津大學(xué)的ChristophR.Birkl提出了利用電池的開路電壓對鋰離子電池進(jìn)行檢測的方法。鋰離子電池的開路電壓是正極和負(fù)極之間的電勢差，反應(yīng)了鋰離子電池的熱力學(xué)特性，因此能夠?yàn)槲覀兲峁┴S富的關(guān)于正負(fù)極的信息。ChristophR.Birkl利用扣式電池對造成鋰離子電池衰降的三種模式對電池開路電壓的影響進(jìn)行了試驗(yàn)驗(yàn)證，發(fā)現(xiàn)通過對電池的開路電壓曲線的檢測，就可以辨別出造成電池衰降的模式?？梢哉fChristophR.Birkl的工作，為鋰離子電池系統(tǒng)的管理作出了突破性的貢獻(xiàn)。

ChristophR.Birkl利用從某商業(yè)方形電池拆下的電極制作成了扣式電池，并模擬了三種鋰離子電池衰降模式：1）鋰損失;2）負(fù)極活性物質(zhì)損失;3）正極活性物質(zhì)損失。

為了保證試驗(yàn)的準(zhǔn)確性，所有實(shí)驗(yàn)電池都需要首先在恒溫箱里穩(wěn)定3h，以達(dá)到熱平衡。在試驗(yàn)中測得了兩種電壓，一種是在充放電過程中測得的電壓，這也倍稱作假電壓，假電壓可以用來輔助判斷鋰離子電池的衰降模式。而真正能夠?qū)ε袛噤囯x子電池衰降模式的是鋰離子電池的開路電壓。

首先ChristophR.Birkl根據(jù)扣式電池極片的面積計(jì)算得到了扣式電池的理論容量，然后通過對正極極片進(jìn)行充電脫鋰模擬了不同程度的鋰鋰離子損失，通過對負(fù)極極片進(jìn)行裁切模擬了負(fù)極活性物質(zhì)損失，對正極極片裁切模擬了正極活性物質(zhì)損失。為了對試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析，ChristophR.Birkl利用柱狀圖建立了一個(gè)物理模型，如上圖所示，其中左側(cè)為負(fù)極的SoC狀態(tài)，右側(cè)為正極的SoC狀態(tài)，上圖模型為正常電池的模型，從圖上可以看到在正常電池設(shè)計(jì)中，一般會負(fù)極的容量設(shè)計(jì)的稍微高一些，這一般稱作正負(fù)極冗余，適當(dāng)?shù)娜哂嗫梢员ＷC鋰離子電池循環(huán)性能，也能在鋰離子電池發(fā)生過充的情況下能夠容納足夠的鋰，確保鋰不析出，保證電池的安全性。