近年来随着电动汽车的发展,锂离子电池凭借其自身相较于其他储能电池的优势,在该领域的应用越来越广泛。但同时,锂电池的广泛应用也使得人们对电池管理系统的精度要求越来越高。电池模型精度、荷电状态的估计以及电池老化对于电池的影响等问题越来越受到人们的重视。为了实现电池管理系统高效、安全地管理电池单元,就必须要深入研究电池模型的精确度以及老化对电池的影响。本文从锂电池内部电化学反应机理出发,通过对偏微分控制方程的求解与简化,获得了锂离子电池电化学传递函数模型,并将电化学模型与等效电路模型结合,建立了基于电化学机理的等效电路模型。基于该模型,通过递推最小二乘法和扩展卡尔曼滤波算法实现了参数的辨识以及电池荷电状态的估计。另一方面,为了研究电池老化对电池的影响,本文从电池负极副反应出发,通过副反应电流密度搭建了电池的老化模型。通过电池老化循环实验测试电池的容量衰减与循环寿命之间的关系。对老化后的电池进行拆解,利用SEM、TEM和XPS等分析测试实验观察和分析电池内部负极的微观形貌以及沉积物的成分。本文所建立的基于电化学机理的等效电路模型,将电化学模型与等效电路模型联系起来,为电化学模型的应用提供了可能,同时也为两种模型之间的技术融合提供了一定的理论基础。另外,本文基于电池内部副反应搭建的老化模型,也为将来深入研究电池老化提供了基础,并将电池老化影响加入电池管理系统提供了一种技术支持。