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作者:锂電知識

锂離子電池正在推動全世界的能源革命。電池設計、模組化、管理和開發的核心是資料。資料可以用于評估電池健康狀态 (SOH)、荷電狀态 (SOC)、内阻 (IR)的模型設計; 循環老化、月曆老化等剩餘使用壽命(RUL)的預測;容量衰減曲線和IR上升曲線拐點的識别和預測;進階BMS線上評估管理方法建立。此外,資料也被用于故障檢測、充電管理、熱管理、基于原理的材料開發、技術經濟性分析和電池回收方法。本文總結了網絡公開的與锂電池相關的資料集。

從電池壽命開始到結束的循環資料需要大量的時間和資源投資,數月或數年的時間進行實驗以研究循環因素(充電電流、放電電流、溫度和 DOD)對電池容量保持率和内阻升高的影響。通常,循環老化資料集包括電流、電壓和溫度測量,以及每個循環的容量和 IR 或阻抗。然後根據記錄的循環資料集開發模型,以預測未來的容量保持率、内阻增長和其他健康名額。名額。

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圖1 包含測量電流、電壓和溫度變化的高通量循環資料集的典型圖,根據容量、IR、電壓和溫度可進行老化分析。

1、美國國家航空航天局NASA

(1)34 個标稱容量為 2 Ah的18650锂離子電池的資料

網址:https://ti.arc.nasa.gov/tech/dash/groups/pcoe/prognostic-data-repository/

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電池在一系列環境溫度(4°C、24°C、43°C)下以CC-CV充電、不同方式放電循環測試。該資料集包括電流、電壓和電池溫度,以及放電容量和的循環測量EIS阻抗。資料集以“.mat”格式提供。

(2)28個标稱容量為2.2Ah的钴酸锂 (LCO)18650電池的資料

網址:https://ti.arc.nasa.gov/tech/dash/groups/pcoe/prognostic-data-repository/

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資料集由 7 組組成,每組4個電池,在設定的環境溫度(室溫,40°C)下循環,每組電池采用不同的充放電方式循環測試。該資料集包括電流、電壓和電池溫度,以及放電容量和每 50 個循環的 EIS 阻抗。資料集以“.mat”格式提供下載下傳。

2、The Centre for Advanced Life Cycle Engineering (CALCE)

網址:https://web.calce.umd.edu/batteries/data.htm

(1)18650圓柱電池資料

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(2)A123圓柱LFP電池

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(3)方形電池資料

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(4)軟包電池資料

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3、與麻省理工和斯坦福大學合作的豐田研究所

網址:https://data.matr.io/1/

資料集包含 357個 由 A123 Systems (APR18650M1A) 制造的商用 LFP/石墨電池,額定容量為1.1Ah,資料集以“.csv”、MATLAB 結構體和JSON 結構體格式提供,并随資料提供了一個帶有腳本的 GitHub 存儲庫連結。

(1)Data-driven prediction of battery cycle life before capacity degradation

This dataset, used in our publication “Data-driven prediction of battery cycle life before capacity degradation”, consists of 124 commercial lithium-ion batteries cycled to failure under fast-charging conditions. These lithium-ion phosphate (LFP)/graphite cells, manufactured by A123 Systems (APR18650M1A), were cycled in horizontal cylindrical fixtures on a 48-channel Arbin LBT potentiostat in a forced convection temperature chamber set to 30°C. The cells have a nominal capacity of 1.1 Ah and a nominal voltage of 3.3 V.

The objective of this work is to optimize fast charging for lithium-ion batteries. As such, all cells in this dataset are charged with a one-step or two-step fast-charging policy. This policy has the format “C1(Q1)-C2”, in which C1 and C2 are the first and second constant-current steps, respectively, and Q1 is the state-of-charge (SOC, %) at which the currents switch. The second current step ends at 80% SOC, after which the cells charge at 1C CC-CV. The upper and lower cutoff potentials are 3.6 V and 2.0 V, respectively, which are consistent with the manufacturer’s specifications. These cutoff potentials are fixed for all current steps, including fast charging; after some cycling, the cells may hit the upper cutoff potential during fast charging, leading to significant constant-voltage charging. All cells discharge at 4C.

(2)Closed-loop optimization of extreme fast charging for batteries using machine learning

This dataset, used in our publication “Closed-loop optimization of extreme fast charging for batteries using machine learning”, consists of commercial lithium-ion batteries cycled under fast-charging conditions. These lithium-ion phosphate (LFP)/graphite cells, manufactured by A123 Systems (APR18650M1A), were cycled in horizontal cylindrical fixtures on a 48-channel Arbin LBT potentiostat in a forced convection temperature chamber set to 30°C. The cells have a nominal capacity of 1.1 Ah and a nominal voltage of 3.3 V.

The objective of this work is to optimize fast charging for lithium-ion batteries. As such, all cells in this dataset are charged with one of 224 six-step, 10-minute fast-charging protocols. These protocols have the format “CC1-CC2-CC3-CC4”, as documented in the manuscript. The upper and lower cutoff potentials are 3.6 V and 2.0 V, respectively, which are consistent with the manufacturer’s specifications. These cutoff potentials are fixed for all current steps, including fast charging; after some cycling, the cells may hit the upper cutoff potential during fast charging, leading to significant constant-voltage charging. All cells discharge at 4C.

4、桑迪亞國家實驗室Sandia national lab

網址:https://www.batteryarchive.org/snl_study.html

總共有 86 個電池(30 個 LFP、24 個 NCA 和 32 個 NMC),LFP電池是A123 Systems (APR18650M1A, 1.1 Ah),NCA電池是Panasonic (NCR18650B, 3.2 Ah),NMC電池是LG Chem (18650HG2, 3 Ah)

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5、牛津大學電池智能實驗室Battery intelligence lab at the university of Oxford

網址:https://howey.eng.ox.ac.uk/data-and-code/

28 個商用 3 Ah 18650 NCA/石墨電池 (NCR18650BD)。資料集分為 3 部分(第 1、2 和 3 部分),28 個電池分為 10 組(9 組 3 個電池;1 組 1 個電池),均在 24 °C 下進行測試,資料包括時間、電流、電壓、容量和溫度,以及 RPT 和 EIS 測試資料。

第 1-4 組,每組 3 個電池,以低倍率(C/2 和 C/4)循環老化,然後進行 5 或 10 天的月曆老化,每 48 個循環運作一次 RPT。前 18 個月的實驗資料顯示在“第 1 部分”,第 19-36 個月資料在“第 2 部分”中。在第 2 部分中,第 5 組和第 6 組作為對照實驗。第 5 組的電池連續 C/2 循環,而第 6 組僅月曆老化(90% SOC)。第 7-10 組出現在資料集的“第 3 部分”中,每個組都使用 CC-CV方式循環,然後進行 5 或 10 天的月曆老化。定期使用 (RPT) 和 EIS 測試來表征電池,以區分不同存儲時間和倍率對電池老化的影響。

6、夏威夷自然能源研究所Hawaii natural energy institute

網址:https://www.batteryarchive.org/list.html

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15 個商用 2.8 Ah NMC-LCO/石墨 18650 電池(LG Chem,型号“ICR18650 C2”)。電池在 25°C 下以固定的 1.5C 放電和 C/2 充電循環1000 次循環。該資料集包含電流、電壓和充電/放電容量和能量的循環測量值,以及充電/放電容量,大約每 100 個循環運作 RPT。檔案采用“.csv”格式提供下載下傳。

7、Electric Vehicle Enhanced Range, Lifetime And Safety Through INGenious battery management’ (EVERLASTING)

網址:https://data.4tu.nl/

28個3.5 Ah 商用18650锂離子電池在一系列溫度(0 °C、10 °C、25 °C 和 45 °C)、放電倍率(0.5C、3C)和充電倍率(0.5C,1C)下循環測試,所提供的資料為“.csv”格式。

8、其他電池資料

(1)卡爾斯魯厄理工學院 (KIT)

網址:https://publikationen.bibliothek.kit.edu/1000094469

11 個 NMC/石墨 40 Ah 電池在室溫下充電/放電循環

(2)倫敦大學 (UCL)

網址:https://rdr.ucl.ac.uk/articles/dataset/Lithium-ion_Battery_INR18650_MJ1_Data_400_Electrochemical_Cycles_EIL-015_/12159462/1

3.5 Ah LG Chem NCA INR18650 MJ1 電池在固定環境溫度 (24 °C) 下循環 400 次,提供溫度、電壓和以及充電/放電容量的每個循環測量,以“.csv”格式給出。

更多内容請閱讀參考文獻:

Gdra B , Cs A , My C , et al. Lithium-ion battery data and where to find it[J]. Energy and AI, 2021. https://doi.org/10.1016/j.egyai.2021.100081