镍钴锰三元锂离子电池不同电压下浮充失效机理及热安全研究

三元锂离子电池由于优异的电化学性能在储能领域得到广泛应用。本研究采用商用18650型镍钴锰酸锂/石墨体系电池作为实验对象,分别在4.2 V、4.4 V和4.6 V的电压下进行浮充实验。通过对新鲜电池及不同电压工况下浮充电池的容量测试、容量增量分析、阻抗测试以及拆解电池后电极材料的XRD、XPS和SEM表征,研究NCM电池浮充失效机理;通过新鲜电池及不同电压工况下浮充失效电池的ARC测试,研究浮充对NCM电池热安全性影响。实验结果表明,浮充电压越高,电池老化速度越快,4.6 V浮充下电池的平均容量衰减速率达1.166%/d。高电压浮充加剧了电池内部电解液与电极之间的界面反应,导致SEI膜增厚,阻抗增加;高电压浮充也导致了正极集流体的腐蚀,使得Al析出并沉积到负极,造成电池容量进一步衰减;浮充后电池自加热起始温度(T_(onset))明显降低,电池热安全性降低。本工作基于NCM电池浮充过程分析、浮充失效材料表征及热失控实验研究,将为了解浮充对锂离子电池的性能和热安全性影响提供理论依据和技术指导。

过充循环对磷酸铁锂电池性能影响研究

选取了作为典型储能电池单体的商用磷酸铁锂/石墨电池为研究对象,探究其在不同充电截止电压(3.65、4.20、4.40、4.60和4.80 V)下的过充循环性能演变特性。通过构建电池容量衰减模型,分析了磷酸铁锂电池在不同程度过充循环下的容量衰减情况。进一步借助电压微分曲线(DV)无损分析,同时结合关键电极材料的微观形貌表征和元素分析,对磷酸铁锂电池过充循环下的容量衰减机理进行了深入研究。结果表明,过充电压越高,电池容量衰减越快。特别是在4.60 V过充循环时,平均容量衰减速率达到了每循环0.232‰,是正常循环下的3.1倍。

高温循环对三元锂离子电池热安全性的影响研究

热失控是影响锂离子电池向更高能量密度发展进而得到更大规模应用的主要问题之一。锂离子电池的热安全性不仅取决于电池材料和电池设计,还会随着其老化的方式和程度而变化。针对高温循环后的老化锂离子电池电化学性能的衰退和热失控行为进行了研究。将三元锂离子电池在72和25℃以1 C进行恒流恒压充放电循环老化,比较了新鲜和老化电池的电化学性能;采用加速绝热量热仪对新鲜和老化的电池进行热失控实验,探究高温循环下电池热安全性的变化规律;对老化电池进行拆解分析,以研究其老化机理。结果表明,高温循环使电池的电化学性能发生了严重衰退,这是正负极都发生了大量活性材料的损失导致的。在加速绝热量热测试中,新鲜和老化的电池都发生了热失控。分析表明老化电池中的电解液被大量消耗,减缓了其热失控动力学过程,老化电池热失控的整体危害性有所下降。

储能用锂离子电池及其系统国内外标准研究

储能技术作为支撑智能电网和新能源发展的关键技术,已成为国际产业竞争的热点。锂离子电池因其能量密度高、自放电小、循环寿命长等优点,被认为是储能领域最具应用前景的技术之一,然而相关标准的缺失在一定程度上阻碍了锂离子电池储能系统的发展。针对这一问题,通过多层级多学科的系列标准搜集与关联度研究,并结合大型储能用锂离子电池的应用特点和安全性评测要求,进行相近领域标准在储能系统中的适用性研究,为储能用锂离子电池及其系统相关标准的建立和完善提供参考,对今后锂离子电池储能系统的大范围推广具有积极意义。

商业银行内部治理机制与经营绩效关系的实证研究——基于我国16家A股上市银行的经验证据

随着商业银行股份制改革的实现以及股权分置改革走向尾声,商业银行的公司治理机制和在金融危机下的盈利能力收到了越来越多学者和管理者的关注。本文在总结以往关于公司治理结构与商业银行经营绩效关系研究的基础上采用最近年度的数据,选取了股权结构,董事会特征,高管薪酬等方面的商业银行内部治理特征,并从盈利能力和风险抵抗能力两个方面实证检验了公司治理因素对商业银行经营绩效的影响。

不同荷电状态三元锂离子电池热失控动力学研究

荷电状态(SOC)作为锂电池运输安全的重要指标之一,研究其对锂电池热失控行为的影响至关重要。采用加速量热仪(ARC)对不同SOC的商用18650三元锂电池进行热失控研究。通过对电池热失控过程进行阶段划分,分别研究了其动力学行为。采用X射线衍射技术(XRD)分析了热失控前后电池正极材料的结构演变。结果表明,当电池SOC≥30%的情况下都存在发生热失控的风险。随着SOC的增加,电池在热失控前的绝热温升段时间间隔逐渐减小;同时在热失控阶段前期,电池内部反应的表观活化能随着SOC的增加而减小,说明高SOC电池热安全性明显降低。XRD分析结果表明,SOC≥30%的锂电池在热失控过程中其正极材料都发生了显著分解。通过分析锂电池热失控链式反应及其与SOC的关系,表明限制锂电池的荷电状态(SOC)对于抑制其潜在的热失控风险非常关键,也是保障其运输安全的有效手段之一。

圆柱型锂电池安全装置预测模型的建立及应用

在日常使用过程中,锂电池作为密封体系,其内部产气会造成壳体内部压力升高,导致其存在发生爆炸或其他次生灾害的安全隐患。圆柱型锂电池由于外壳耐压性强,因安全装置失效导致上述情况时的危险更加显著。为了降低这一风险,需要对锂电池安全装置的有效性进行检验。以圆柱型锂电池安全装置中电流切断装置及安全阀为研究对象,通过仪器平台测定某型号锂电池的断路触发值p_(I)及泄压触发值p_(V)。进而依据针对锂电池安全装置结构的X射线检测数据、阀片材料物理性质及能量守恒原理,建立基于焊接部最大拉断能量E_(max)的预测模型,提出用所计算的断路触发上限值p'_(I,max)与标准参考数据比对来判断电流切断装置有效性的预测方法,并利用同批次样品电池对该预测模型进行了验证。

基于棒压试验的锂离子电池内部短路安全性评估

从测试的角度出发,综合比较了国内外常见试验方法,提出评估锂离子电池内部短路安全性的棒压试验。试验以电池电压下降100 m V为截止条件,通过棒-平板挤压制造有效的内部短路来评估电池的安全性。按此方法对圆柱形、棱柱形和软包装等三种电池进行测试,并与部分UN38.3 T. 6撞击/挤压数据比较。棒压试验造成短路的效果良好。

可充电锂离子电池恒流放电容量不确定度评定

一、方法、试样及设备信息1.测试方法电池在23℃±2℃的环境温度下以0.2ItA进行放电至终止电压,再以0.2ItA充电,当电池电压达到充电限制电压时,改为恒压充电,直到充电电流小于或等于0.2ItA,最长充电时间不大于8h,停止充电。搁置0.5h,再在23℃±2℃的环境温度下以0.2ItA电流放电至终止电压。其中ItA为参考试验电流。

温压炸药爆炸场参数的试验研究与数值模拟

对温压炸药爆炸场超压进行了试验研究与数值模拟,探讨用AUTODYN软件模拟温压炸药爆炸场超压的准确性。研究表明:用AUTODYN软件进行数值模拟可以较为准确与全面地反映温压炸药爆炸场超压分布的特点;计算得到的超压与试验结果相比偏小,比冲量的计算结果与试验结果吻合较好。

锂电池放电时间实验测定结果修正方法的研究

锂电池的放电性能是衡量电池质量的重要指标，标准中常采用实时放电测量，并以测得的放电容量或放电时间来进行评价。针对实际测量时存在同一次测量中两种评价方式判定结果不一致的现象，本文基于锂离子电池及其放电性能测试的基本原理，深入分析放电过程中的外部影响因素，结合放电时间评价方式的特点，提出一种对锂电池放电时间实验测定结果进行修正的方法，并以0．2It放电性能测试数据为例进行分析，验证了该方法的有效性。

动力电池安全护航新能源汽车行稳致远

动力电池是新能源汽车的核心部件,决定了整车的动力性能和安全性。本文通过对新能源汽车动力电池安全防护理念的分析与安全检测技术的介绍,提出安全技术展望。保障新能源汽车动力电池安全对我国新能源行业高质量发展和迈向汽车强国具有重要意义。

锂电池典型事故与安全关注

锂电池为生产和生活带来了极大的便利,但在各种应用场景下事故的发生,也让其安全问题引发重点关注。本文通过案例分析,介绍锂电池的构成与特性、生产安全、使用安全,以及应急处置等内容。锂电池是指以锂或含锂化合物为正负极材料,使用非水电解质的电池,通常可分为锂离子电池和锂金属电池。