锂 - 离子电池化成阶段循环寿命预测的系统特征设计：突破与意义

《Joule》：Systematic feature design for cycle life prediction of lithium-ion batteries during formation

在锂离子电池（LIB）制造中，由于对固体电解质界面（SEI）形成的物理理解有限，且电池达到寿命终点的测试时间长达约 100 天，优化化成步骤颇具挑战。研究人员提出系统特征设计框架，仅用两个从化成数据提取的Q(V)特征，就能实现平均 9.87% 的循环寿命预测误差，助力电池研究。

　　在锂离子电池（Li-ion batteries）制造过程中，化成步骤的优化面临着诸多挑战。这是因为人们对固体电解质界面（Solid-Electrolyte Interphase，SEI）形成的物理机制了解有限，而且电池达到使用寿命终点的测试时间很长，大约需要 100 天。研究人员提出了一种系统的特征设计框架，该框架仅需极少的领域知识，就能在化成阶段对电池的循环寿命进行精确预测。从该框架设计出的两个简单的Q(V)特征，无需额外的诊断循环，直接从化成数据中提取。利用这两个特征，循环寿命预测的平均误差达到了 9.87%。基于物理原理的研究在这两个设计特征的引导下表明，该框架所确定的电压范围，能够反映化成温度以及微观粒子电阻异质性的影响。通过设计具有高度预测性、稳健性和可解释性的特征，此研究方法能够借助数据驱动的特征设计与机理理解之间的相互作用，加速工业电池化成研究的进程。