机械工程博士研究生Andrew Weng和威廉·克莱·福特技术教授Anna Stefanopoulou确定了一个早期寿命诊断信号，该信号可以预测形成协议对电池寿命的影响，而无需进行循环寿命测试。密歇根大学随着电动汽车电池需求的持续增长，密歇根大学的研究人员开发了一种方法来预测制造工艺和材料的变化将如何影响电池寿命。U-M的工程师们已经将电池制造后立即测量的内阻确定为电池寿命的关键指标。测量可以在制造过程的最后几秒钟内完成，几乎没有额外的成本。
先前的研究表明，寿命预测是可能的，但它需要重复循环——充电、放电和再充电——以便收集训练算法所需的数据。确定寿命所需的老化测试可能需要几周到几个月才能完成。因此，测试只对少数细胞进行，而不是对所有产生的细胞进行。
但是，最近发表在《焦耳》杂志上的新研究表明，借助于一次电阻测量，或者电池对抗内部电流的能力，可以预测准确的电池寿命。这种电阻可能来自内部元件所用的材料，或者影响离子在电池电极之间移动的电化学因素。测量低电荷水平下的电阻是关键。
“低电荷状态下的电阻测量，原则上可以在没有任何循环的情况下获得，使得模型训练过程快得多，”机械工程博士生、该研究的主要作者安德鲁·翁(Andrew Weng)说。
密歇根大学电池实验室制造的原型锂离子电池在环境可控的室内进行诊断测量。学分:密歇根大学为什么电阻是评估电池寿命的好晴雨表？
它可以显示有多少锂与液体电解质混合，在电池内部将离子从一个电极运送到另一个电极。这种被称为固体电解质界面的结合层可以保护电极表面，延长使用寿命。
进入固体电解质界面的锂量通常很难测量。但在低电量状态下，电池的内阻与进入固体电解质相间的锂量密切相关。这为普通设备提供了对保护层以及电池工作容量的快速测量。
U-M的研究为汽车制造商提供了一个有用的工具，因为大多数汽车制造商正在迅速将产品线从内燃机技术转移到混合动力和电动交通工具。这种转变使得整个行业都在争夺锂离子电池材料，寻求提高生产率和降低成本——所有这些都是同时进行的。
正如路透社本月早些时候报道的那样，这些因素导致了“电动汽车电池的瓶颈”
威廉·克莱·福特技术教授安娜·斯特凡诺普洛斯(Anna Stefanopoulou)和机械工程博士研究生安德鲁·翁(Andrew Weng)确定了一个早期寿命诊断信号，该信号可以预测形成协议对电池寿命的影响，而无需进行循环寿命测试。Credi t:密歇根大学“汽车制造商总是试图降低生产汽车的成本，现在，他们正在寻求尽可能经济高效地制造电动汽车电池，”威廉·克莱·福特技术教授兼研究团队负责人安娜·斯特凡诺普洛斯说。“因此，我们试图回答的问题是‘在制造过程中，你能多快了解电池寿命？’
“事实证明，答案是‘立即，如果你知道在高通量测试中可以获得的关键信号。’找到这些关键的可测量特征可以简单地用于持续改进和扩大国内电池生产。"
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