二次锂化法制备LiNi_(0.931)Co_(0.049)Al_(0.02)O_(2)单晶正极材料

通过二次锂化技术制备了LiNi_(0.931)Co_(0.049)Al_(0.02)O_(2)单晶NCA正极材料。通过高温预烧结完成Li_(0.96)Ni_(0.95)Co_(0.05)O_(2)材料的制备;随后在预烧结后的物料中补充足够的Al和Li,进行二次烧结制备出NCA单晶正极材料(S2-NCA)。通过本技术制备的高镍单晶正极材料表现出了优异的倍率和循环性能。经过测试,S2-NCA放电比容量可达217.1 mAh/g,60次循环容量保持率可达94.8%,远远优于一次锂化制备的NCA单晶正极材料(S1-NCA),初始比容量为207.9 mAh/g,60次循环容量保持率为85.8%。

空间锂离子蓄电池应用研究现状与展望

综述了国内外空间航天器锂离子电池的发展和应用状态,分析了未来空间飞行器对储能电池的技术发展要求,并对空间锂离子蓄电池发展路径进行了技术展望。

卫星用锂离子蓄电池性能分析与在轨管理方法

通过对锂离子电池容量衰降与充电电压、温度、荷电态等因素之间关系的测试,总结出了锂离子电池在卫星上应用的管理方法,包括充电电压调节、长光照期管理和主动温控措施,为提高锂离子电池在轨寿命起到关键作用。

IGSO卫星75Ah锂离子蓄电池应用实践

75 Ah锂离子蓄电池作为IGSO卫星储能电池得到在轨应用,数据表明两组蓄电池在轨性能一致性高,单翼蓄电池组内22串电池的电压离散度小于20 m V,蓄电池温度梯度小于3.5℃,一个长光照期内,蓄电池荷电态保持在70%~80%,进行补充充电3次。蓄电池在轨实践表明蓄电池设计合理,性能稳定可靠,在轨管理方法合理有效。

Mg-4Zn-1Mn镁合金均匀化热处理及导热率

采用光学显微镜、X射线衍射、布氏硬度测试、扫描电镜、能谱分析等方法,研究新型Mg-4Zn-1Mn(ZM41)镁合金在铸态和不同热处理状态下的显微组织、成分、硬度变化规律。用激光闪射法测定其不同状态的热扩散系数,计算得到导热率值。以空位扩散机制为基础,研究均匀化扩散动力学过程,建立此合金的均匀化扩散方程。结果表明:铸态组织枝晶偏析严重,晶界上有许多粗大的Mg7Zn3非平衡结晶相,Mn以单质形式存在于合金中。经370℃×12 h均匀化热处理后,大部分的Mg7Zn3相已溶入基体。根据实验结果和均匀化动力学计算,确定最佳均匀化处理工艺为370℃×12 h。该合金室温导热率值为125.5 W/(m.K),比常见的镁合金如AZ系、AM系、AS系等的导热性能高出1倍左右。

高速电镀锡薄钢板(DI材)用气相缓蚀剂的研究

采用气相快速甄别实验和电化学方法研究了对高速电镀锡薄钢板(DI材)具有缓蚀作用的四种不同的物质。结果表明:苯甲酸钠、苯甲酸铵、肉桂酸对DI材的阳极过程有明显的抑制作用;单纯的钨酸钠对DI材的缓蚀效果不佳。通过正交试验发现:苯甲酸钠、苯甲酸铵、肉桂酸与钨酸钠的复配使用,表现出很好的协同作用,从而得到了一种新的环保、高效的用于DI材的气相缓蚀剂配方。

空间锂离子电池寿命影响因素以及寿命预计

主要将温度和放电电流作为寿命衰降的主要因素,运用阿列尼乌斯公式,以10 Ah电池寿命数据为基础,拟合了锂离子电池的寿命模型,并通过对50 Ah电池寿命数据的验证,模型取得了较好的拟合效果。

小卫星锂离子蓄电池组在轨性能分析

对小卫星80 Ah锂离子蓄电池组在轨工作情况进行了数据分析,对锂离子蓄电池组在轨管理方法的有效性和合理性进行了判读,为后续型号锂离子蓄电池组产品的研制和在轨管理提供经验。

高比能长寿命锂离子电池的研究

采用高密度NCA材料,通过正极材料的选型优化,电极面密度、隔膜、电解液等重要电化学参数的设计优化,成功制备2.852 Ah的18650电池,比能量达到252 Wh/kg。电池具有良好的倍率性能与循环寿命:1 C倍率的容量保持率大于99%;地面模拟LEO轨道循环寿命长达2年,并通过了《GJB6789-2009空间用锂离子蓄电池通用规范》规定的环境适应性实验。研制的高比能长寿命锂离子电池可应用于商业航天等微系统卫星电源系统,满足商业航天发展对航天器产品提出的轻小型、低功耗、高可靠的要求。

深空探测用锂离子蓄电池在轨管理策略研究

高轨卫星、深空探测器在工作周期内地影时间较短,储能电池长期处于搁置状态,而在存储过程中由于界面副反应的存在会导致持续的锂离子电池容量衰降,影响储能电池的使用寿命。通过dV/dQ曲线分析、交流阻抗分析和解剖分析发现在存储过程中活性Li损失是导致锂离子电池容量损失的主要原因,在100%SoC状态时还会导致电解液在负极表面的分解加剧,引起正极的界面膜阻抗RSEI和颗粒间接触阻抗RCR出现明显的增加。研究结果表明:深空探测器电源系统在存储期间为了减少过放电风险,并减少不可逆容量损失,应将蓄电池的荷电状态控制在20%SoC左右,并定期进行充电。

Mg-xZn-1Mn镁合金均匀化热处理及扩散动力学研究

采用光学显微镜、扫描电镜、能谱分析、X射线衍射、布氏硬度测试等材料方法,研究了新型变形镁合金Mg-xZn-1Mn(x=4%,5%,6%,质量分数)的铸态合金以及均匀化热处理T4和时效处理T6后合金的显微组织、成分以及硬度的演变规律,建立ZM合金的热处理制度。并以空位扩散机制为基础,研究均匀化扩散动力学过程,建立ZM合金的均匀化扩散方程。结果表明:在ZM系列合金中,铸态组织枝晶偏析严重,晶界上有许多粗大的Mg-Zn共晶组织,Mn主要以单质形式存在于合金中。随着Zn含量的增加,合金的化合物体积分数增加,枝晶明显细化。得出3种合金合理的均匀化处理工艺分别是:ZM41为370℃×12 h;ZM51为390℃×12 h;ZM61为390℃×20 h。随着Zn含量的增加,热处理的温度和时间增加。在均匀化过程中,随均匀化处理温度提高,均匀化程度越高,时效硬化效果越好。经均匀化热处理后,大部分的Mg7Zn3相溶入基体。通过扩散动力学计算得到ZM41合金的均匀化处理温度与时间的关系为0.0008/t=exp(- 1160T9.5/T),570 K<T<670K,由此经验公式计算得出的均匀化处理制度与实验所得结果基本吻合。