赵明环

合肥工业大学电气与自动化工程学院

摘要(Abstract)：

锂电池全生命周期容量衰减、内阻抬升、性能劣化是制约储能、电动汽车规模化应用的核心瓶颈，老化机理分类体系与衰减动力学模型是电池健康管理、寿命预测、梯次利用的理论根基。现有研究存在老化分类维度混杂、多机理耦合阐释碎片化、建模路线边界模糊、统一衰减规律挖掘不足等问题。本文构建三维分层式锂电池老化机理理论分类谱系，分别从老化诱因、失效模式、微观反应机制三大维度建立完整分类框架，厘清各维度指标交叉映射、层级归属逻辑；系统阐释SEI膜持续生长、金属锂沉积、正极材料退化三类核心微观老化机理的电化学本质、动力学规律与原位表征实验证据，剖析多机理协同耦合的链式加速效应；梳理衰减动力学模型完整方法论谱系，划分机理驱动电化学/半经验模型、数据驱动机器学习模型、物理信息融合混合建模三大技术路线，对比各类模型在机理可解释性、预测精度、计算成本、工程适配性上的优劣；基于海量循环与日历老化数据集提炼全生命周期统一衰减动力学规律，区分初期缓慢线性衰减、中期指数加速拐点、后期饱和陡降三阶段演化特征。述评指出，单一维度分类无法完整刻画多场耦合老化行为，纯机理模型计算复杂度高、纯数据模型缺乏物理可解释性，物理信息融合混合建模是下一代衰减预测技术主流方向；统一三阶段衰减动力学曲线为跨体系电池寿命归一化评估提供通用基准。研究可为锂电池老化机理标准化表征、高精度寿命模型开发、电池管理系统健康估计算法优化提供系统性理论参考。

关键词(KeyWords)：锂离子电池；老化机理；分类谱系；衰减动力学；SEI膜；锂沉积；混合建模；寿命预测

参考文献(References)：