锂离子蓄电池正极材料LiMn_2O_4的掺杂改性

采用差示扫描量热法(DSC)、X射线衍射光谱法(XRD)、扫描电子显微镜法(SEM)和充放电循环等手段对掺杂F、Co元素的LiMn2O4材料性能进行测试,并比较了不同烧结温度及不同F元素掺杂量材料的性能。结果表明液相法制备的LiCoxMn2-xO4-yFy材料在800℃左右连续烧结晶型较好,F的掺杂量不会改变材料的晶型,但晶格参数随着温度和F的掺杂量增加而增加;电性能测试表明LiCoxMn2-xO4-yFy材料的充放电曲线有两个电压平台,且LiCoxMn2-xO4-yFy材料的循环稳定性较纯LiMn2O4有了明显提高,尤其以800℃条件下连续焙烧24h、y为0.2时的材料电性能较好。

导电聚合物在锂离子电池中的应用

介绍导电聚合物在锂离子电池中的应用，阐述了正极材料（如聚苯胺、有机二硫化物）、聚合物固体电解质（SPE）及聚合物负极的研究方法，指出导电聚合物作为锂离子电池材料所存在的问题。

热电池材料热物理特性参数的测试与分析

在搭建热电池热仿真模型的过程中,获取精确的材料热物理特性参数是至关重要的环节。分别采用热机械分析法、差示扫描量热法和激光闪射法测试了热电池主要材料的密度、比热容和导热系数,分析了比热容和导热系数随温度的变化特性,并采用多项式拟合的方式对其进行了量化。

锂离子电池隔膜的研究概述

综述了锂离子电池隔膜的主要作用、性能及国内外研究与发展现状。详细阐述了干法和湿法的生产原理、工艺及所制得的隔膜性能上的区别,概述了目前隔膜的改性研究情况和新型电池隔膜的发展方向,最后展望了电池隔膜的发展趋势。

基于ANSYS的热电池激活过程模拟研究

基于ANSYS对电激活热电池的激活过程进行了模拟,给出了该类热电池激活时间的模拟计算方法,并简要分析了激活过程热电池内部温度分布特性。将该类热电池激活过程分解为点火头着火、引燃纸与加热片燃烧和电解质吸热熔融三个过程,点火头着火用时通过实验获得,引燃纸和加热片燃烧用时通过测试两种材料燃速来计算,电解质吸热熔融过程则通过ANSYS模拟来获取其用时及温度分布。模拟了两款热电池的激活时间,并将其与实测值进行了对比,结果表明该模拟方法能够在一定程度上表征热电池的激活过程,对预测热电池激活时间有一定指导意义。

热电池激活过程开路电压数值仿真方法

探讨了一种基于ANSYS FLUENT的热电池激活过程数值仿真方法,可实现对该过程热分布和开路电压曲线的预测,搭建的仿真模型考虑了点火头、引燃条、加热片的顺序燃烧放热和电解质的吸热熔融过程,能够较为精确地表征热电池激活过程热分布特性。基于热分布仿真结果,通过加载单体电池开路电压随温度的变化曲线,实现对热电池激活过程开路电压的预测。经与实测结果比较,发现该仿真方法具有较高精度。

双极性锌银贮备电池优化设计的可靠性研究

围绕双极性锌银贮备电池低温脉冲负载能力不足的问题,开展了双极性锌银贮备电池的优化设计,提出了两套设计方案,同时对两套优化方案获得的低温放电数据进行了系统讨论。结果显示在显著性水平为0.01时,根据GB/T4882-2001中夏皮洛-威尔克检验方法验证两套设计方案获得的放电数据均为正态分布的;采用GJB/T376-87中计量数据估计可靠度的方法得出方案B具有较高的可靠性。最后筛选出方案B为双极性锌银贮备电池的优化方案。

低温型锂离子电池的研制

研究了锂离子电池电解液、负极活性物质颗粒度与电极涂布面密度等因素对电池低温性能的影响。结果表明:电解液在电池中的阻抗、负极材料粒度与涂布面密度均严重影响电池的低温性能。通过优化电池制备工艺,研制出了性能优良的低温型锂离子电池。电芯采用卷绕式结构,额定容量为5.5 Ah,电池在-40℃下恒温16 h后,0.2 C、1 C、2 C放电容量均为4.7 Ah,为额定容量的85%;3 C放电容量为4.6 Ah,为额定容量的83.6%。电池表现出良好的低温性能。

电解液对锂离子电池低温放电性能的影响

向常规电解液[六氟磷酸锂(LiPF6)-碳酸乙烯酯(EC)-碳酸甲乙酯(EMC)-碳酸二甲酯(DMC)]中添加溶剂乙酸乙酯(EA)和碳酸丙烯酯(PC),制得的低温电解液可改善锂离子电池的低温放电性能。在-40℃下,低温电解液和常规电解液的电导率分别为0.864 mS/cm、0.370 mS/cm;在0.20 C、0.50 C时,使用低温电解液的电池的放电容量分别为室温放电容量的71%和41%,放电中值电压比室温时分别降低了0.90 V和1.03V。

热电池仿真技术发展现状与趋势

热电池是一种被广泛应用于军事领域的热激活式一次贮备电池,其工作过程的物理化学图像非常复杂。为了提升热电池设计的可靠性、降低研发成本、提高研发效率,仿真技术已成为热电池设计技术发展主流。系统介绍了热电池仿真技术涉及的模型、物性参数和仿真平台的发展现状,并分析了热电池仿真技术未来的发展趋势。

环境因子在锌银贮备电池可靠性评估中的应用

根据正态分布参数环境因子改进的折算方法,判断了电池在高温、振动、冲击、线加速度4种环境条件下放电性能参数折算成低温环境条件下放电性能参数的可行性,扩充了电池低温工作可靠性样本来源。对环境因子应用于可靠性评估前后的结果进行了比较,表明可靠性评估中引入环境因子节省了试验经费和试验时间,提高了评估的准确性和科学性。

锂离子单体电池筛选方法的研究

装配了钴酸锂-碳软包装锂离子单体电池,测试了电池3A放电容量、满荷电态50天贮存期的自放电率以及不同贮存时间后电池开路电压的压降。对测试数据进行综合分析,建立了简单、有效的锂离子单体电池的筛选标准和顺序。

锂离子电池LiMn_xFe_(1-x)PO_4正极材料的研究进展

综述了近几年LiMnxFe1-xPO4/C的研究现状,对其第一性原理和结构进行总结,重点介绍了合成LiMnxFe1-xPO4/C的原料和工艺,分析了材料在电化学方面存在的不足,并提出了一些新的思路和研究方向,同时展望了LiMnxFe1-xPO4/C的发展。

液相沉淀法制备AgO材料及电性能研究

采用正交实验法研究了液相沉淀法制备AgO材料的各影响因素,分析了影响AgO材料的规律和机理。利用化学滴定法测试其纯度,且通过扫描电子显微镜法(SEM)、X射线衍射光谱法(XRD)分析了不同纯度AgO的形貌特征。研究结果表明:制备AgO粉体的最优工艺为:温度控制在90℃;滴定AgNO3的速率为10 m L/min;n(K2S2O8)∶n(Ag NO3)=1.2∶2;n(KOH)∶n(AgNO3)=3.0∶1;反应时间60 min;纯度高达95.7%。以KOH水溶液为电解质装配电池,测试其电化学性能,在8 C下恒流放电,终止电压为1.0V,最佳工艺制备出的样品放电比容量为382 m Ah/g,为理论值的88%。

Na_2SiO_3相对含量对化学合成AgO电化学性能的影响

在Zn/AgO贮备电池体系中,硅酸钠用作一种热稳定剂包覆在化学合成的AgO颗粒表面,能够很好地抑制AgO材料的热分解,却对Zn/AgO贮备电池的快速激活特性存在一定的影响。研究了硅酸钠相对含量对化学合成AgO正极材料的恒流极化性能的影响:硅酸钠相对含量越少,AgO正极材料恒流极化越小;组装成电池的放电结果与AgO正极材料恒流极化性能存在一定的相关性:硅酸钠含量相对较少,电池的快速激活性能较好,反映了其相对含量对Zn/AgO贮备电池快速激活性能的影响程度,为Zn/AgO贮备电池体系AgO正极材料的制备提供一定的参考。

硅酸盐掺杂对AgO正极材料影响的研究

利用液相沉淀法制备高纯度片状结构的AgO正极材料,通过物理掺杂的方法制备不同硅酸盐含量的AgO材料,并对其进行物性表征及电化学性能测试。利用碘量法分析样品的纯度,XRD研究表明随着含量的增加,硅酸盐的图谱更加明显。热重分析掺杂后的样品热分解温度无变化,第一个分解温度仍在210℃左右。在常温下测试其电化学性能,在4C恒流放电下,掺杂硅酸盐都有一个压降过程,其中质量分数约为12%的AgO样品的电压降低到0.2V。同时,老化试验测试表明,掺杂一定量的硅酸盐可以降低AgO材料的分解速率。

AgO材料的制备及稳定性研究

利用液相沉淀法制备高纯度的AgO材料，并对其物性表征及电化学性能测试。采用XRD研究反应不同时间的AgO材料的晶格参数，发现反应时间的增加，AgO材料的晶粒主要在（111）方向增长。研究表明该方法合成的AgO材料为片状结构，但反应时间对其形貌和粒径影响较小。同时，测试材料热稳定性发现，大粒径的AgO在常温下的分解速率要远低于小粒径的AgO材料。另外AgO粉末在水溶液中也存在分解，分解生成Ag20后进一步发生水解，导致AgO水溶液的pH保持为10。

双极性锌银贮备电池环境敏感应力的评估

围绕双极性锌银贮备电池五种环境应力下激活电压和放电电压数值的正态性开展研究,结果发现在显著性水平0.01时,电池激活电压、1 C放电电压最小值、5.5 C放电电压和放电至额定容量时电压均为正态分布;将上述参数作为工作可靠性特征参量,建立起工作可靠性功能模型和数学模型,完成电池不同环境应力下工作可靠性评估,最后得出低温环境为该种电池环境敏感应力。该评估方法不仅为小样本量一次电池可靠性评估提供一定的思路,而且对电池优化设计具有一定的参考价值。

双极性锌银贮备电池可靠性特征量的选择

为了合理提取电池工作可靠性特征量,对3种双极性锌银贮备电池低温环境下工作性能数据进行分析和处理。分别从电池激活电压、稳态电流放电电压、脉冲电流放电电压和放电至额定容量时电压等方面,提取可作为电池工作可靠性评估依据的特征参量,比较这些特征参量在可靠性评估中的作用,并验证不同特征参量对可靠性评估的有效程度。确定双极性锌银贮备电池工作可靠性特征量为脉冲电流放电电压。

乙丙橡胶在碱液中界面老化的初步研究

采用表面粗糙度测试、傅里叶变换红外光谱(FTIR)和X射线光电子能谱仪(XPS)等方法研究了在碱液环境中乙丙橡胶表面老化前后的变化规律。结果表明,随着老化时间的延长,橡胶表面粗糙度逐渐增大。XPS测试结果表明乙丙橡胶表面C-C含量降低,而C=O和O=C-O含量增加,这是乙丙橡胶老化的标志。老化后乙丙橡胶的FTIR测试结果表明,在1742cm-1和1162cm-1处对应于C=O和C-O-C的伸缩振动,进一步证实了XPS的结果。