基于正则化方法的电池阻抗谱弛豫时间分布解析 |
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作者姓名: | 王晟 闫帅 李浩秒 王康丽 蒋凯 |
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作者单位: | 1. 强电磁工程与新技术国家重点实验室(华中科技大学);2. 电力安全与高效利用教育部工程研究中心(华中科技大学) |
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基金项目: | 国家重点研发计划项目(2018YFB0905600);;国家自然科学基金项目(U1766216,51861135315,51804128)~~; |
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摘 要: | 对电池特性的深刻认识是电池应用研究的重要基础,而弛豫时间分布(distribution of relaxation times,DRT)法是解析电池阻抗谱(electrochemical impedance spectroscopy,EIS)、提取电极过程动力学信息和电池建模的有效手段。然而,DRT函数的求解是一个典型的不适定问题,经典的数值积分方法无法保证解的存在性或唯一性。首先采用分段线性插值近似连续的DRT函数;再通过正则化方法改善问题的不适定性,将DRT函数的求解归结为严格的凸二次规划(quadratic programming,QP)问题;进而运用有效集法(active set method, ASM)得到DRT函数的最优近似解。基于该方法解析液态金属电池的阻抗谱,并简要分析其内阻特性。研究结果表明:该方法为全局收敛,收敛速度快,计算精度高;得到的DRT函数近似解既精确、稳定,又具有明确的物理意义。在电池机理分析和建模中,该方法具有显著的潜在应用价值。
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关 键 词: | 弛豫时间分布 阻抗谱 正则化 二次规划 有效集法 |
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