In dieser Arbeit wurde ein tragbares Stromtyp-Elektrochemisches Impedanzspektroskopie (GEIS)-Messgerät mit hoher Leistung, hoher Genauigkeit und breitem Frequenzbereich entwickelt, das für GEIS-Tests von Lithiumbatterien in verschiedenen Zuständen geeignet ist. Das Gerät kann ein genaues Anregungssignal von 0 bis 5 A ausgeben und verwendet einen 12-Bit-Digital-Analog-Wandler (DAC) zur Anpassung der Anregungsgröße, um Impedanzsignale im Bereich von 100 kHz bis 10 mHz zu erfassen. Durch Tests an einer Lithiumbatterie des Typs 456080 und Vergleich der Ergebnisse mit dem Gamry Reference 600+ zeigten sich bei dem Messgerät relative und absolute Fehler des Impedanzbetrags von nicht mehr als 0,56 % bis 1,8 %. Zur Validierung des vorgeschlagenen Akku-Gesundheitszustandsvorhersagealgorithmus (SOH) wurden mit dem Gerät praktische Tests an Musterbatterien durchgeführt, wobei 486 Datensätze von Lithiumbatterien in verschiedenen Zuständen gewonnen wurden. Die Verwendung von Impedanzspektrumsdaten als Eingabe für den XGBoost-Algorithmus ermöglicht eine genaue Schätzung des SOH von Lithiumbatterien mit niedriger mittlerer Fehlerquote und guter Stabilität. Das in dieser Arbeit entwickelte GEIS-Testsystem kann mehr Echtzeitdaten basierend auf dem Impedanzspektrum für die Batterielebensdauerprognose bereitstellen und somit eine umfassendere Überwachung des Batteriezustands ermöglichen.

stromtyp-elektrochemische Impedanzspektroskopie; Vorhersage des Batteriezustands; Lithium-Ionen-Batterie; extreme Gradientenerhöhung