摘要：随着全球电动化战略转型的加速，资源短缺问题日益突出。不论从环境保护还是从资源利用的角度看，都需要回收利用废旧电池。但锂电池回收问题重重，在电池容量检测方面缺少行之有效的方案。为此，提出基于高压放电声音识别锂电池健康状态方法，核心目标是以尽可能短的时间评估锂电池的SOH，以便于电池的重组和梯次利用。研究放电电极尖端锥角与放电距离影响击穿电压，使用Maxwell进行电场仿真，探究了不同放电模型参数对电场强度分布的影响规律。结果证明了尖端电极电场强度分布在纵向上由电极表面到锂电池端点处是逐渐减小的，40°放电尖端锥角和10 mm放电距离的放电模型表现出最有利的性能。因此，优化这些参数可以提高声音识别电池健康状态（SOH）的精度。

　　关键词：锂电池；高压放电；电场特性；尖端电极锥角；放电距离；优化

　　0引言

　　当前，低碳发展的理念深入人心，新能源汽车、储能等产业得到长足发展，锂电池是主要动力或储能设备。锂电池平均使用寿命为6~8 a[1]，即将迎来大规模的锂电池“退役潮”。我国退役动力电池2023年将达到104万t，到2030年将达350万t[2]。同时，动力电池所用的锂、钴、镍资源稀缺程度加剧，随着全球电动化战略转型的加速，资源短缺问题日益突出。不论从环境保护还是从资源利用的角度看，都需要回收利用废旧电池。但锂电池回收问题重重。一是传统回收方式工艺复杂，高能耗、高排放，还会带来二次污染。二是回收所得产物纯度较低，多次提纯会抬高成本。动力锂电池具有内阻低、功率密度高、能量密度高的优点[3]，因此广泛的用做电动汽车的储能设备，而SOH是用来衡量和评估锂电池健康状态的两个关键参数。锂电池健康状态[4]SOH的衰减主要表现在两个方面：一是电池可用容量的减少；二是电池内阻的增加（电池功率减少）。目前工业电池领域主要在电池生产和缺陷检测环节实现自动化，而在电池容量检测方面缺少行之有效的方案。

　　因此，本文在研究在基于高压放电锂电池健康状态上，通过研究放电模型形状与放电距离影响击穿电压。为确保放电声音采集可靠性，需深入研究模型参数对放电过程的影响，以设计精准电池放电模型，提升评估效能，提高检测电池健康状态（SOH）的精度。

　　1高压放电锂电池检测机理

　　自由电子在高压电场的作用下加速运动，一个阴极附近的初始电子，若空间电场足够强大，该电子会向阳极运动，引起碰撞电离，产生新的电子，初始电子和新电子继续往阳极运动，又会引起新的碰撞电离，产生更多新的电子，以此，电子以指数形式增加，类似雪崩发展，急剧增大的电子流被叫做电子崩，产生放电现象[5]。如图1所示。

　　3结束语

　　本文提出基于高压放电声音识别锂电池健康状态方法，研究在基于高压放电声音识别锂电池健康状态上，确定了精确控制尖端电极角度和放电距离，对基于声音分析评估锂电池健康状态（SOH）的方法能够提高准确性，通过建立高压放电模型，在Maxwell软件进行高压放电模拟开展了仿真分析。

　　结论表明尖端电极电场强度分布在纵向上由电极表面到锂电池端点处是逐渐减小的，当电极锥角减小至40°和放电距离缩短至10 mm时，电场集中效应显著增强，不仅降低了空气击穿电压的阈值，还深刻影响着放电声音的特征，进而影响到通过声音信号分析锂电池SOH的准确性和可靠性。在评估高压放电锂电池的健康状态（SOH）过程中，声音的特征会直接影响到电池的检测精度，而放电声音主要受电场强度的影响，电场强度越高，电子与离子在电场作用下的加速运动更为迅猛，综上所述，本文研究放电模型中参数对放电过程的影响，以设计精准电池放电模型，提升评估效能，为提高检测电池的健康状态（SOH）的精度提供了一定的参考价值。

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