锂离子电池部分公开数据集汇总及源地址分享
01.研究概览
锂离子电池是当前新能源汽车及新型储能的重要载体，其技术水平影响电池市场和相关的研究环境。电池从设计、建模到管理应用的核心之一是电池数据，但目前电池数据的生产需要投入大量的时间成本，其跨度可达数月甚至数年。因此数据格式良好、易于访问的电池测试公开数据集是当前服务于电池技术开发的关键要素之一，便于相关人员了解相关领域知识，也能对相关研究结果进行验证解析。
本推文梳理了近年较为常用的8组锂离子电池实验室测试公开数据集，为方便读者阅读，对每个数据集的电池规格与相关实验条件进行了简要介绍，并附上部分数据图片和数据源地址链接以供下载参考使用。
02.National aeronautics and space administration(NASA)
NASA分别于2007年和2009年先后发布了两组电池公开数据集，其中数据集1是第一个公开可用的电池数据集，对电池领域的相关研究产生了深远的影响，至今仍有很多研究人员对其进行分析研究。数据集1采用某种额定容量为2Ah的18650锂离子电池，数据集2采用额定容量为2.2Ah的锂钴氧化物（LCO）18650电池。
两个数据集的循环条件设置见表2。
两个数据集均记录了电流、电压、电池温度以及放电容量和EIS阻抗。
图1为数据集1中6号电池的放电电压衰减过程图。
图 1 第6号电池的放电电压衰减过程图
数据链接：
https://www.nasa.gov/content/prognostics-center-of-excellence-data-set-repository
03.Centre for Advanced Life Cycle Engineering (CALCE)
CALCE电池团队对INR 18650-20R、A123、CS2、CX2、PL Sample共5种不同规格、形状的电池进行了测试。下面对CS2（共15颗）、CX2（共12颗）两种方形电池数据进行介绍，电池规格参数见表3。
两种电池充电循环都相同，均为0.5C恒流充电，再根据不同的放电倍率、深度和范围分为6种类型（具体条件见官网），直到达到EOL (80% SOH)。
记录数据包括电流、电压、放电/充电容量和能量、内阻和阻抗的测量值。
图2为CS2电池类型1（共4颗电池）的容量随循环次数衰减图。
图2 CS2电池、类型1，容量随循环次数衰减图
数据链接：https://calce.umd.edu/battery-data
04.Hawaii Natural Energy Institute(HNEI)
采用商用2.8 Ah NMC-LCO/石墨18650电池(LG Chem，型号' ICR18650 C2 ')。
共15颗电池在25°C下以固定的1.5C放电和C/2充电方案循环约1000次。
数据集包含电流、电压、充电/放电的容量和能量，以及约每100个周期运行的RPTs测试数据。
图3表明了在C/25和1.5C是的容量损失，横坐标为周期，不同颜色表示不同电池。
图3 容量随循环衰减图
数据链接：
https://www.batteryarchive.org/study_summaries.html
05.Diao et al.
采用LCO/石墨软包电池（3.36Ah，3.0-4.4V），测试环境温度、充电截止倍率、放电倍率3种因素对电池老化的影响。
192个电池在如表4所示的24种循环条件下实验。
图4为#1、#7、#13、#19四种循环条件下电池容量随循环次数衰减图。
图4 容量衰减图（#1、#7、#13、#19）
数据链接：
https://data.mendeley.com/datasets/c35zbmn7j8/1
06.Toyota Research Institute(TRI) in Partnership with MIT and Stanford
采用商用LFP/石墨电池，由A123 systems（APR18650M1A）制造，额定容量为1.1Ah。分为两个数据集，如表5所示，旨在探索快速充电协议对电池老化的影响。
记录数据包括电池温度、电流、电压、充放电容量、内阻和充电时间。
图5为数据集1中电池容量随循环次数衰减图，图6为数据集2中9种验证充电协议下电池放电容量与循环次数关系图。
图5 数据集1中电池容量随循环次数衰减图
图6 数据集2中部分电池放电容量与循环次数关系图
数据链接：https://data.matr.io/1/
07.Sandia National Lab(SNL)
对3种18650类型的电池进行了测试，分别为A123 Systems的LFP (APR18650M1A, 1.1 Ah)，松下的NCA (NCR18650B, 3.2 Ah)和LG Chem的NMC (18650HG2, 3 Ah)。相关参数见表6，电池数量共86个（LFP 30个，NCA 24个，NMC 32个）。
电池在不同DOD、环境温度和放电倍率组合下进行循环（NCA电池不进行包含3C放电的循环），直到达到EOL (80% SOH)。充电倍率均为0.5C。各循环组合见表7。
记录数据包括电流、电压、环境温度、能量(Wh)、充电/放电容量 (从DOD范围的底部到顶部)和其他汇总统计。
图7为3种电池容量随循环次数衰减图。
图7 容量随循环衰减图
数据链接：
https://www.batteryarchive.org/snl_study.html
08.University of Oxford
采用28个松下NCA/石墨电池（NCR18650BD，3Ah）。数据集分为3部分，28个电池分为10组（其中某1组为1个，其余每组为3个），项目持续时间为3年。循环条件见表8，将锂离子电池置于固定周期循环老化和日历老化的组合负载中。
记录数据包括时间、电流、电压、容量，以及RPT和EIS等测试数据。
图8中a）为容量随时间衰减图，b）为容量随完全等效周期衰减图。
图8 容量随a）时间、b）完全等效周期衰减图
数据链接：
https://howey.eng.ox.ac.uk/data-and-code/
09.Tongji University and Karlsruhe Institute of Technology
.University of Oxford
包括130常用的商用锂电，电池规格参数池见下表9。共分为3个数据集，所公开的数据中电池容量下降至额定容量71%，每个数据集循环条件设置见表10。
记录其循环次数、环境温度、充放电倍率、电流、电压、放电容量等基本实验数据。
图9所示为电池容量随循环次数衰减图。
图9 电池容量随循环次数衰减图
数据链接：
https://doi.org/10.5281/zenodo.6379165
10.总结
综上所述，NASA的数据集是最早的公开数据集，并以此为基础开展了大量相关研究； CALCE的数据集研究的电池类型最多（圆柱、方形、软包）；Diao等人的数据集则对192个单一类型的软包电池做了大量的测试；TRI的数据集主要是探索快速充电协议对电池老化的影响；SNL的数据集在电池循环中考虑了放电深度这一因素；Oxford的数据集测试了电池在循环老化和日历老化共同作用下的数据，且时间跨度较长；Tongji&KIT的数据集包含130个3中商用锂离子电池的数据，数据量大且较新。
笔者认为电池测试数据的公开是电池相关技术不断向前发展的动力源泉。公开的数据集为电池的相关研究和实验设计提供了参考信息，也希望大家分享新的、可访问的和格式良好的数据集，共同促进电池及管理技术的发展。