锂电池寿命状态如何？大约还能健康服役多长时间？同济大学与企业通过产教融合，成功研发了可用于锂电池全生命周期无损检测的关键技术。这一产学研创新成果现身第二十四届中国国际工业博览会高校展区。

2022年，全球锂电池出货量为954GWh，同比增长59.3%，2023年更是进入到了TWh时代。随着高端锂电池在新能源汽车、储能电站、机器人、低空飞行器等应用领域的快速发展，寿命和安全问题也成为锂电池应用时重点关注的问题。寿命和安全问题涉及到锂电池生产、服役和退役的各个方面。长期以来，锂电池面临着在产线检测、售后检测和梯次回收检测场景下的检测技术生产效率低、检测不全面、系统成本高的痛点问题。

早在2019年，同济大学汽车学院戴海峰教授就在思考一个问题，能否把电池实验室研究用的电化学阻抗谱技术运用于工程化场景，如锂电池的全生命周期下的生产、售后、梯次回收场景，对电池进行“升维”探测。在做了初期可行性研究后，戴海峰教授及其团队内的王学远助理教授一起找到了自主创业多年的师弟上海炙云科技的CEO袁永军，双方一拍即合，开始在锂电池工程化检测领域进行产学研合作并落地锂电池全生命周期无损检测的想法。经过三年多的产学研研发，双方团队克服了国外电化学工作站的多重技术壁垒且只适用于实验室研究的单一场景，围绕电化学阻抗谱（EIS）技术建立了四层全栈自研国产可控的软硬件体系：物理硬件层、嵌入算法层、模型数据层、应用算法层，并在电池生产、服役和退役场景中开展了应用。

“电池就像是一个黑盒，我们很难看到电池里面的状态，它具有类似于人的生命状态”，戴海峰教授介绍说，“生命状态包括人的寿命和疾病情况，怎么判断寿命的长短，是不是有一些重大疾病，这些是很难摸得见看得着的。人通过体检设备检查生命状态以完成体检，而我们做的工作就是给锂电池体检。”

传统的锂电池检测方式，存在充放电时间长、耗电量大、不能全检等痛点。针对这些痛点，同济大学和炙云科技的产学研团队采用独创的宽带宽激励信号，结合频谱无损提取方法，自主开发了可扩展通道的EIS测量系统，支持1MHz~0.01Hz的EIS快速测量，加速了在电池生产、维保、梯次利用等检测评估的速度，方便进行电池容量、一致性等方面的检测。团队同时独家建立了超过10GB不同体系的动力电池数据集，包括不同温度、荷电状态（state of charge，SOC）、老化状态（state of health，SOC）下的电池关键数据。同时创新提出了基于数据-模型双驱动的特征提取方法，服务于电池的生产、服役和退役不同环节的无损性能检测或监测需求。

炙云科技CEO袁永军介绍，目前，团队的EIS检测系统已经形成系列化产品，覆盖了纽扣电池、单体电池、电池模组、电池包等不同层级、不同容量的产品检测，也覆盖了电池生产、售后、梯次回收的全生命周期的场景。以产学研成果之一梯次利用场景下的容量快速分选评估系统为例，在电池分容环节，传统的方式在进行电池筛选时，需要对电池完成充放电才能知道电池容量。一节电池至少要花4个小时，不仅时间长还增加了人力成本。同时在整个充放电环节，耗电量是很大的。而利用团队成果快速EIS技术，实现2-3分钟就可以完成一节电池的检测，同时可以省下99%的电费，能量大大降低，实现了生产效率飞跃，又做到了节能减排。

新民晚报记者 张炯强

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