(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210735945.2 (22)申请日 2022.06.27 (71)申请人 天津力神超电科技有限公司 地址 300000 天津市滨 海新区华苑产业区 （环外） 海 泰发展四道13号 (72)发明人 潘海丽　段泉滨　赵程　张慧敏　 张静　高玉双　尹子振　马猛　 (74)专利代理 机构 天津市三利专利商标代理有 限公司 12107 专利代理师 杨欢 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06F 119/04(2020.01) (54)发明名称 双电层超 级电容器使用寿 命预测方法 (57)摘要 本发明属于数值仿真方法领域， 具体涉及一 种双电层超级电容器使用寿命预测方法。 包括如 下步骤： 步骤1、 根据测试数据获得多条不同温度 下容量保持率曲线； 步骤2、 使用MATLAB进行拟 合； 步骤3、 通过拟合曲线得到不同温度达到 下限 值时所需时间； 步骤4、 求得未知数活化能Ea； 步 骤5、 将活化能Ea代入公式， 求得未知数B； 步骤6、 将不同温度代入已知活化能的阿伦尼乌斯公式， 求得寿命时间， 并拟合获得时间 ‑温度曲线。 本发 明利用MAT LAB精准拟合加速模型， 求得产品反应 活活能， 拟合出温度 ‑寿命模型。 和以往 经验值相 比， 很好的提高了结果的精准度， 大大缩短了测 试周期， 节省研发费用。 权利要求书1页 说明书4页 附图3页 CN 115238469 A 2022.10.25 CN 115238469 A 1.一种双电层超级电容器使用寿命预测方法， 其特 征在于， 包括如下步骤： 步骤1、 对双电层超级电容器在不同温度 下进行高加速老化测试， 并根据测试数据获得 多条不同温度下容 量保持率曲线； 步骤2、 对不同温度下的容 量保持率曲线分别使用MATLAB进行拟合， 得到拟合方程； 步骤3、 设定容 量保持率下限值， 通过拟合曲线得到不同温度达 到下限值时所需时间； 步骤4、 将两组相应的温度、 时间代入阿伦尼乌斯公式， 求得 未知数活化能Ea； 步骤5、 将活化能Ea代入公式， 求得 未知数B； 步骤6、 将不同温度代入已知活化能的阿伦尼乌 斯公式， 求得寿命时间， 并拟合获得时 间‑温度曲线。 2.根据权利要求1所述的双电层超级电容器使用寿命预测方法， 其特征在于， 步骤1高 加速老化测试的温度 为T1、 T2、 T3……Tn， 其中T1＜T2＜T3……Tn， 且最低温度高于常温25℃， 最高温度小于80℃。 3.根据权利要求1所述的双电层超级电容器使用寿命预测方法， 其特 征在于， 步骤1的具体步骤为： 测试初始容量， 将其放入一定温度的高温箱， 在额定电压下保持 浮充状态， 每隔一定的时间取出冷却至室温后再次测试其容量， 求得间隔一定的时间的容 量保持率； 步骤2的具体步骤为： 将不同温度T1、 T2、 T3……Tn下获得加速老化数据， 以时间为横坐 标， 容量保持率为纵坐标， 代入MAT LAB拟合， 建立加速模型， 获得y＝a1x3+b1x2+c1x+d1形式的 容量退化曲线； 步骤3的具体步骤为： 设定容量保持率下限值， 根据y＝a1x3+b1x2+c1x+d1退化曲线， 求得 不同温度下寿命t1、 t2、 t3……tn； 步骤4具体步骤为： 由阿伦尼乌斯公式 两边取对数 得 将T1、 T2和与其对应的t1、 t2代入阿伦尼乌斯公式(1)求得 未知数活化能Ea； 其中Ea为活化能， k 为波尔曼兹 常数， T为 绝对温度， t为试验时间； 步骤5具体步骤为： 由公式(1)两边做e的幂， 转 化为公式(3)， 求得B； 其中Ea为活化能， k为波尔曼兹常数， T为绝对温度， t为试验时间， A为指前因子， B为未 知数， M为初始反应物质的量。 步骤6具体步骤为： 将不同温度代入公式(3)， 求得时间t， 做出寿命 ‑温度曲线。 4.根据权利要求3所述的双电层超级电容器使用寿命预测方法， 其特征在于， 步骤1中 的间隔时间为168h 。 5.根据权利要求3所述的双电层超级电容器使用寿命预测方法， 其特征在于， 步骤3中 容量保持率下限值达 到80％时为寿命终止点。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115238469 A 2双电层超级电容器使用寿命 预测方法 技术领域 [0001]本发明属于数值仿真方法领域， 具体涉及 一种双电层超级电容器使用寿命预测方 法。 背景技术 [0002]超级电容器是一种介于常规电容器和化学电池二者之间的新型储能器件， 功率性 能好， 充放电速度快， 免维护， 具有极长的使用寿命。 广泛应用于智能电网、 风力发电、 混合 动力汽车， 国防等领域。 [0003]超级电容器常温使用寿命可高达十年， 如何短 时间内测试预测其寿命是一件非常 重要的课题。 [0004]传统预测超级电容器寿命的方法为， 65℃1500h约等于25℃10年的寿命。 活性炭种 类、 制备方法、 孔径分布、 杂质含量、 正负极配比、 电解液种类、 电极体系、 制作工艺等 都会影 响电容器产品寿命， 依靠经验值， 误差较大。 发明内容 [0005]本发明的目的在于提供一种双电层超级电容器使用寿命预测方法。 [0006]本发明为实现上述目的， 采用以下技 术方案： [0007]一种双电层超级电容器使用寿命预测方法， 包括如下步骤： [0008]步骤1、 对双电层超级电容器在不同温度下进行高加速老化测试， 并根据测试数据 获得多条不同温度下容 量保持率曲线； [0009]步骤2、 对不同温度下的容量保持率曲线分别使用 MATLAB进行拟合， 得到拟合方 程； [0010]步骤3、 设定容量保持率下限值， 通过拟合曲线得到不同温度达到下限值时所需时 间； [0011]步骤4、 将两组相应的温度、 时间代入阿伦尼乌斯公式， 可求得 未知数活化能Ea； [0012]步骤5、 将活化能Ea代入公式， 求得 未知数B； [0013]步骤6、 将不同温度代入已知活化能的阿伦尼乌斯公式， 可求得寿命时间， 并拟合 获得时间 ‑温度曲线。 [0014]步骤1高加速老化测试的温度为T1、 T2、 T3……Tn， 其中T1＜T2＜T3……Tn， 且最低温 度高于常温25℃， 最高温度小于80℃。 [0015]步骤1的具体步骤为： 测试初始容量， 将其放入一定温度的高温箱， 在额定电压下 保持浮充状态， 每隔一定的时间取出冷却至室温后再次测试其容量， 求得间隔一定的时间 的容量保持率； [0016]步骤2的具体步骤为： 将不同温度T1、 T2、 T3……Tn下获得加速老化数据， 以时间为 横坐标， 容量保持率为纵坐标， 代入MATLAB拟合， 建立加速模型， 获得y＝a1x3+b1x2+c1x+d1形 式的容量退化曲线；说　明　书 1/4 页 3 CN 115238469 A 3