Linking Calendar and Cycle Ageing in Lithium-Ion Batteries through Consistent Parameterisation of an Electrochemical–Thermal–Degradation Model
Ganesh Madabattula
4. Linking Calendar and Cycle Ageing in Lithium-Ion Batteries through Consistent Parameterisation of an Electrochemical–Thermal–Degradation Model
论文基本信息
| 字段 | 内容 |
|---|---|
| DOI/URL/PDF | DOI/出版社入口；IOP accepted manuscript 入口 |
| 发现来源 | OpenAlex；source URL；IOP accepted-manuscript 页面辅助核验 |
| 期刊/会议/平台 | Journal of The Electrochemical Society；IOP/ECS |
| 发表日期 | Accepted Manuscript online 2026-09-22；IOP 页面同时列出 received 2026-04-13、revised 2026-08-05、accepted 2026-09-22 |
| 作者/机构 | Ganesh Madabattula；Department of Chemical Engineering and Technology, Indian Institute of Technology Banaras Hindu University Varanasi |
| 通讯作者 | Ganesh Madabattula（OpenAlex corresponding_authors；IOP 页面列出邮箱，但未显示独立的通讯作者标签） |
| 脚本评分/证据等级 | 63；摘要级。命中锂离子电池、RUL/cycle life/capacity fade、数据集和电化学期刊 |
| 核验路径 | pdf_url 已尝试；IOP 返回 accepted-manuscript 页面和摘要而非可逐段提取的完整 PDF；随后以 DOI/IOP 页面核验 |
纳入理由与原文证据
- 主题/边界： 文章直接预测 SoH、RUL、cycle life 和内部退化模式，覆盖日历老化与循环老化的退化轨迹，属于机理型寿命预测核心范围。
- 证据： 摘要称模型组合 SEI growth、lithium plating 和两极 active-material loss，并在 81 个使用条件组合下预测达到 75% SoH 的寿命为 0.35–9 年。accepted manuscript
数据集/电池体系
- 体系/数据： NMC-based lithium-ion cell，采用 P2D electrochemical–thermal–degradation model，并用 PyBaMM 生成覆盖 3 个温度、3 个 C-rate、3 个 rest-SOC 和 3 个 DoD 的 81 种组合；摘要称全部模拟数据可提供。
- 工况/跨域： 温度 10/25/40°C、C-rate 0.1/0.3/1.0C、rest SOC 10/60/100%、DoD 50/70/90%；真实电芯数量、实验验证和跨化学体系覆盖未能确认。
EOL/RUL/SOH 定义
- 目标/定义： 明确报告达到 75% SoH 的 cycle life/年限，同时预测 SoH、RUL 和内部退化模式；摘要没有说明 RUL 标签单位、起算点或 75% 阈值是否作为全部场景的 EOL。
- 未来信息风险： 这是机理仿真而非滑窗数据驱动预测，传统窗口泄漏较少；仍需核对参数是否用完整退化模式后验标定，以及预测场景是否与标定场景重合。
模型方法
- 流程： degradation mode analysis → 一致参数化 SEI、析锂和活性材料损失 → P2D 电化学—热—退化耦合模型 → PyBaMM 预测 capacity fade、SoH/RUL 和内部模式。摘要未给出 baseline 或消融。
- 部署： 可用于工况—退化轨迹仿真和机理解释；在线计算、所需传感器、参数更新和 BMS 延迟未能确认。
验证设计
- 划分/泛化： 主要是 81 个温度/倍率/SOC/DoD 组合的情景扫描；摘要未确认独立实验数据、时间外推、按电芯验证或外部化学体系测试。
- 可信度： 中等偏低、信息不足。工况覆盖和机理结构有价值，但目前不能把 0.35–9 年范围当作实验预测误差。
指标与结果
- 摘要给出达到 75% SoH 的预测 cycle-life/年限范围 0.35–9 年，并观察到 sub-linear、linear、sup-linear/accelerated capacity fade 三种形态。
- 未能确认 MAE/RMSE、实验对照、置信区间或不同退化模式的参数误差；当前数字是情景预测范围，不是独立测试性能。
泄漏风险、复现性与局限性
- 泄漏风险： 信息不足；重点检查 degradation-mode 数据是否同时用于参数标定和评估、PyBaMM 参数是否按测试工况调优、以及 75% 阈值是否参与模型选择。
- 复现性： 中等。PyBaMM、方程路线、81 个工况和“模拟数据可提供”已确认，但完整参数表、代码、版本和数据链接未能确认。
- 局限性： ① 当前只能访问摘要级 accepted-manuscript 页面；② 真实实验/现场验证未说明；③ 结果依赖 NMC 单体和机理参数，跨化学体系与随机工况泛化未知。
是否值得跟进
- 结论： 强烈跟进。
- 理由与下一步： 该模型可作为哥哥后续数据驱动 RUL 的物理先验和工况扫描基线，尤其适合分析日历与循环老化的交互。下一步取得完整 manuscript、下载模拟数据，核对参数标定、PyBaMM 配置、EOL/RUL 标签和实验校准误差。
查看关键词分类依据
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tate-of-health (SoH), remaining-useful-life (RUL) and in ternal degradation modes of the cell–under 81 combinations of temperatu - SOH estimation · 摘要包含「soh」
on model. The work predicts state-of-health (SoH), remaining-useful-life (RUL) and in ternal degradation modes of the cell–under - Capacity fade / trajectory prediction · 摘要包含「capacity fade」
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Abstract Parameterisation of coupled degradation mechanisms in lithium-ion batteries is a major challenge. Interactions between the mechan - ECM / electrochemical model · 标题包含「electrochemical」
es through Consistent Parameterisation of an Electrochemical–Thermal–Degradation Model - Li-ion / LIB · 标题包含「lithium-ion」
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ork predicts capacity fade trajectories of a NMC-based lithium-ion cell under both calendar and combined calendar-cyclic ageing,