鋰離子電池以其輸出電壓高、循環(huán)壽命長(zhǎng)、能量密度大、自放電率低、工作溫度范圍廣等優(yōu)點(diǎn)廣泛應(yīng)用于消費(fèi)電子、電動(dòng)汽車(chē)等領(lǐng)域，如新一代的豐田Prius、雪弗萊Volt、日產(chǎn)Leaf及比亞迪E6均采用鋰離子電池。同時(shí)，鋰離子電池已擴(kuò)展到特種、航天、航海、特種通信等領(lǐng)域，尤其是空間應(yīng)用，其已成為替代目前鎳氫、鎳鎘電池的第三代衛(wèi)星儲(chǔ)能電池，部分空間項(xiàng)目已進(jìn)入工程化應(yīng)用階段，如NASA的勇氣號(hào)和機(jī)遇號(hào)火星探測(cè)器、鳳凰號(hào)火星著陸器，歐空局的火星快車(chē)項(xiàng)、ＲOSETTA平臺(tái)及日本的隼鳥(niǎo)號(hào)小行星控測(cè)器等都采用了鋰離子電池作為儲(chǔ)能電源。

與此同時(shí)，鋰離子電池的在安全性和可靠性一直都是其應(yīng)用中必須十分關(guān)注的問(wèn)題，主要體現(xiàn)在能量大、電壓高、且電解液大多為有機(jī)易燃物，應(yīng)用不當(dāng)時(shí)可能導(dǎo)致電池溫度升高、著火甚至爆炸;過(guò)充電、過(guò)放電會(huì)導(dǎo)致電池內(nèi)部材料特性發(fā)生變化，造成不可逆的容量損失，從而導(dǎo)致性能下降，壽命縮短。過(guò)放電還會(huì)使電池內(nèi)部的鋰離子金屬化，以致引起短路甚至爆炸;由于工藝的差異性，電池內(nèi)阻往往不一致，隨著充放電的循環(huán)進(jìn)行，電池組內(nèi)單體電池的性能失衡，使電池組的壽命縮短。電池故障可能導(dǎo)致用電設(shè)備/系統(tǒng)的性能下降或故障、甚至致命任務(wù)失敗，增加成本。比如，電動(dòng)車(chē)鋰離子電池管理不當(dāng)，引起著火和爆炸。特種航天領(lǐng)域，電源系統(tǒng)故障是導(dǎo)致任務(wù)失敗的主要原。例如，1999年，美國(guó)的太空試驗(yàn)AFＲL由于電池內(nèi)部阻抗異常導(dǎo)致試驗(yàn)的失敗;2013年，數(shù)架波音787夢(mèng)幻客機(jī)由于鋰離子電池

針對(duì)近年鋰離子電池健康管理和壽命預(yù)測(cè)相關(guān)研究的綜述包括:文獻(xiàn)等對(duì)故障預(yù)測(cè)和健康管理技術(shù)進(jìn)行綜述，涉及很多應(yīng)用于鋰離子電池的方法和實(shí)例;文獻(xiàn)對(duì)鋰離子電池狀態(tài)監(jiān)測(cè)和估計(jì)方法進(jìn)行了總結(jié);對(duì)鋰離子電池的退化機(jī)理、老化建模和估計(jì)等進(jìn)行充分分析;文獻(xiàn)對(duì)電動(dòng)車(chē)BMS的相關(guān)支撐技術(shù)進(jìn)行了系統(tǒng)分析;文獻(xiàn)對(duì)鋰離子電池壽命預(yù)測(cè)的部分典型方法進(jìn)行分析。另外，荷電狀態(tài)(state-of-charge，SOC)和健康狀態(tài)(state-of-health，SOH)估計(jì)、建模的相關(guān)研究較多，為相關(guān)領(lǐng)域的研究人員提供了重要參考。然而，目前尚缺少對(duì)于發(fā)展較快的鋰離子電池的性能退化建模、健康評(píng)估和壽命估計(jì)方法的相對(duì)系統(tǒng)性的歸納和總結(jié)。

性能或健康狀態(tài)表征電池相對(duì)于新電池，其存儲(chǔ)電能、能量的能力，是定量描述電池退化程度的指標(biāo)。隨著電池充放電次數(shù)的增加，其性能或健康狀態(tài)逐漸衰減。退化狀態(tài)識(shí)別就是不同性能變量映射到對(duì)應(yīng)健康因子(以確定對(duì)象系統(tǒng)當(dāng)前健康水平的過(guò)程，是實(shí)現(xiàn)ＲUL預(yù)測(cè)的前提條件。一般可以采用容量、功率及阻抗表征電池的退化狀態(tài)，額定容量的衰減程度是電池健康狀態(tài)的重要表征，通過(guò)測(cè)量或估計(jì)電池最大充電容量計(jì)算。亦可以通過(guò)電池最大輸出功率的退化表征退化狀態(tài)，另外，隨著鋰離子電池充放電次數(shù)的增加，其內(nèi)阻不斷增大，能量損耗增加，文獻(xiàn)都采用電池內(nèi)阻描述電池的SOH，這種方法的關(guān)鍵必須準(zhǔn)備獲得內(nèi)阻值

電池的全壽命周期對(duì)電池進(jìn)行各種加速試驗(yàn)，如溫度加速、放電速率、放電深度加速等，即按照一定放電速率放電(廠家規(guī)定或行業(yè)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn))定期對(duì)電池容量進(jìn)行測(cè)試，估計(jì)電池容量的退化模型。文獻(xiàn)［采用經(jīng)驗(yàn)指數(shù)模型和多項(xiàng)式回歸模型集成方法跟蹤鋰電池的容量退化趨勢(shì)，采用三參數(shù)指數(shù)退化模型描述鋰電池的容量退化趨勢(shì)，文獻(xiàn)利用安時(shí)法獲得電池容量，并采用高斯過(guò)程回歸法獲得容量的退化趨勢(shì)。Moo等人采用增強(qiáng)的安時(shí)法評(píng)估鋰離子電池的SOH。安時(shí)法是一種離線(xiàn)方法，對(duì)于在線(xiàn)應(yīng)用

提出了改進(jìn)方法—Ah-V方法，采用恒流放電，通過(guò)電流積分得到電充放電電量和電池充放電電壓和開(kāi)路電壓之間的關(guān)系函數(shù)，利用非線(xiàn)性擬合建立電池SOH與這些電壓之間的關(guān)系。在線(xiàn)應(yīng)用時(shí)，通過(guò)估計(jì)電池的開(kāi)路電壓即可實(shí)現(xiàn)對(duì)電池SOH的估計(jì)，前提條件是準(zhǔn)確估計(jì)電池的開(kāi)路電壓。所述的退化狀態(tài)識(shí)別方法，對(duì)比分析如下:電化學(xué)分析法可以給出電池老化過(guò)程的詳細(xì)解釋?zhuān)摲椒ㄊ瞧茐男?、侵入式的方法，僅適用于電池生產(chǎn)與設(shè)計(jì)人員改善設(shè)計(jì)，卻不適用于工程應(yīng)用。安時(shí)法方法簡(jiǎn)單，便于實(shí)現(xiàn)。但電池的充放電實(shí)驗(yàn)環(huán)境及實(shí)驗(yàn)條件很難覆蓋實(shí)際應(yīng)用的復(fù)雜環(huán)境和工況，且測(cè)試時(shí)間長(zhǎng)