基于阻抗谱重构技术的电池健康状态快速估计方法

电池健康状态(state of health,SOH)是保证系统安全稳定运行的关键,健康状态估计不准将影响电池的使用性能,甚至引发电池滥用等问题。电池电化学阻抗谱通过宽频范围内电池的阻抗特征来反映其内部的电化学过程,蕴含了大量电池老化信息,已经逐渐成为分析锂离子电池性能的有力工具。然而,传统的电池阻抗谱测试方法耗时长、成本高昂。为此,以实现锂离子电池的精细化检测与健康状态快速评估为目标,围绕基于电化学阻抗谱重构技术的电池健康状态估计方法展开研究。通过逆重复最大长度序列设计多频电流激励信号,实现了电池阻抗谱的快速测试。采用连续小波变换开展阻抗谱重构,从而获取目标频率范围内的电池阻抗信息,整个过程耗时小于4.5 min。通过不同老化状态电池在特殊频率点下的重构阻抗幅值建立经验模型,实现了电池健康状态的快速准确评估。

高校公共机房管理模式

探讨高校公共机房如何利用先进的技术进行管理,使机房的利用率和完好率得到最大的优势。

软包磷酸铁锂电池低温热安全性能研究

本文以剩余容量接近80%的软包磷酸铁锂电池为研究对象,研究其在-10℃低温充放电循环后的安全性能。对低温和常温循环后的电池进行热失控实验分析,同时解剖电池并测试电池材料的锂元素含量和热稳定性能。测试结果表明,电池低温循环过程中容量急剧衰减,低温循环后电池热失控温度明显降低,低温循环过程中电池负极析出了锂单质,电池材料的热稳定性也发生了变化。另外,还对低温循环后的电池进行了满电状态下的常温搁置实验,实验过程中电池全部产生胀气现象,通过进一步测试分析发现,气体以CO和H_2为主。与新电池对比发现,剩余容量接近80%的软包磷酸铁锂电池低温下充放电循环更容易产生锂枝晶,造成其电化学性能发生严重的不可逆衰退,热失控温度明显提前,因此剩余容量接近80%的磷酸铁锂电池应避免在低温下运行。

Matlab外部接口的研究综述

MATLAB是一个很优秀的科学计算软件,同时自身存在一些局限,不能独自成为一个优秀卓绝的开发工具。我们通过对Matlab外部程序接口研究,探讨通过外部接口与其他高级语言(如VC++)混合编程方法,使得MATLAB能扬长避短,方便快捷地开发界面友好、运算功能强大且计算稳定的应用软件。

大容量梯次利用电池储能系统工程技术路线研究

随着电动汽车电池的大量退役和电力储能需求的增长,动力电池退役后规模化应用于储能系统成为技术趋势之一,文章从工程角度梳理了动力电池梯次利用于电力储能的全过程技术路线,包括退役电池批量筛选、系统设计及集成、工程安装调试和运维等,并对各环节中的关键技术问题予以阐述,为大容量梯次利用电池储能工程提供参考。

退运电动汽车动力电池性能测试与分析

全面测试了从某纯电动汽车退运的锰酸锂电池系统中各电池的容量、内阻、容量保持率等关键性能参数,统计分析了电池相关参数的变化及分布规律;同时测试并分析了退运电动汽车电池的充电容量、放电容量、容量保持率与电池内阻的关系,并研究了退运电动汽车电池的低温放电性能,提出了退运动力电池二次应用时的建议。

阻燃材料防止锂离子电池组热失控连锁反应研究

锂离子电池具有高能量密度、长循环寿命以及无污染等显著特点而得到广泛应用,然而在使用过程中锂离子电池有出现热失控连锁反应引发火灾的风险。本文针对锂离子电池的热失控连锁反应,制备了以三元乙丙橡胶为基体的阻燃防护材料,将其应用在锂离子电池组中,通过燃烧试验研究其在锂离子电池热失控连锁反应中的防护隔离效果,试验结果表明使用该阻燃材料能够起到有效的热隔离防护作用,抑制了锂离子电池之间的热传递,切断锂离子电池热失控连锁反应的发生。

择优取向SnS2纳米片的可控制备和储钠性能研究

作为储钠负极材料,二硫化锡(SnS2)来源广泛,且具有较高的理论比容量(837 mAh/g)。然而由于其晶体结构的各项异性,充放电过程中Na+嵌入和脱出存在方向性,因此,可控调节SnS2片层材料生长方向,并深入研究生长取向对电化学性能的影响机理至关重要。采用水热法,于SnS2材料生长过程中引入表面活性剂聚乙二醇(PEG),制备具有不同生长取向的SnS2片层材料,其中以(101)面择尤生长的SnS2纳米片可以提供较丰富的电化学反应活性位点以及快速的Na+迁移路径,从而加快电极反应动力学,因此电极表现出优异的倍率特性:在0.1 A/g电流密度下的可逆比容量为367 mAh/g,在更大电流密度2 A/g下的比容量依然有284 mAh/g。

Co掺杂对Na3V2（PO4）2F3材料结构和电化学性能的影响

首次采用溶胶-凝胶法制备Co掺杂Na3V2-xCox(PO4)2F3(x=0.00,0.05,0.1,0.2)钠离子电池正极材料。使用XRD、FE-SEM、恒流充放电和交流阻抗测试分析了Co掺杂对Na3V2(PO4)2F3材料的结构和电化学性能的影响。结果表明,Co^2+取代V^3+可在Na3V2(PO4)2F3晶格内产生V^3+/4+混合电价从而提高Na3V2(PO4)2F3材料的电子电导率,具有更大离子半径的Co^2+替换V^3+可增大Na3V2(PO4)2F3晶胞体积,扩宽钠离子传输通道,从而提高其离子电导率。此外,Co掺杂可有效减小Na3V2(PO4)2F3电极的电荷转移阻抗。电化学测试结果表明,x=0.1时的Na3V1.9Co0.1(PO4)2F3电极展现出了最优异的电化学性能,0.1C时的首次放电比容量为111.3mAh·g^-1,5C时首周可逆容量为91.9mAh·g^-1,循环80次的容量保持率为70%。

基于多频点阻抗的梯次利用电池分选技术研究

退役电池在梯次利用前需要经过重新的分选,使得其能够满足应用场景对电池性能的要求,目前梯次利用电池分选成本较高,成为限制其规模化应用的技术瓶颈。为降低分选环节成本,提升电池梯次利用的技术经济性,本工作首先通过研究梯次利用电池不同状态的交流阻抗特性,提取了表征电池状态的特征频点,建立了基于多频点的梯次利用SOH评估模型;然后,对于新型号的梯次利用电池,通过测试少量样本的交流阻抗和SOH数据,对模型进行优化;最后,采用开路电压、多频点阻抗和估算容量作为参量进行梯次利用电池分选,并与传统分选方法进行了对比。实验结果表明,优化后的模型对新型号电池SOH评估的最大误差在3%以内,平均绝对百分误差(MAPE)为1.93%,与未优化模型相比,评估误差显著降低;采用本工作方法分选电池组的循环性能与传统方法非常接近,验证了该分选方法的有效性;同时,该方法可大幅缩短梯次利用电池分选时间,具有良好的工程应用价值。

退役三元电池再利用时衰减机理分析

以某型号退役三元电池为研究对象,评测了电池的剩余寿命,研究了循环过程中电池交流阻抗的变化规律,分析了正负极的表面形貌、材料晶体结构以及石墨负极表面成分。结果表明:该型号退役三元电池的剩余寿命大约在1870次,1200次循环后,欧姆阻抗增大约16%,电荷转移阻抗增大了80%;正极材料出现裂纹且不断增大,最终出现严重的破裂,负极SEI膜逐渐变厚;正极材料的层状结构逐渐被破坏,晶格缺陷增加,负极材料的层间距持续增大;负极表面的LiF、Li_(2)O、C-Li和P-O/P=O化合物的相对含量逐渐增加,引起电荷转移阻抗的增加。该研究对退役三元电池再利用时性能评估、重组和管理有重要的指导意义。

铁基普鲁士蓝正极材料的制备及储钠性能的研究

用简单的共沉淀法合成铁基普鲁士蓝正极材料,并研究合成温度对材料微观形貌和储钠性能的影响。研究结果显示,随着合成温度的提高,产物颗粒尺寸变大,钠含量增加。FeHCF-40℃电极材料,在30 mA/g电流密度下,首次放电比容量为132.3 mAh/g,循环100次后,放电比容量仍有102.4 mAh/g,容量保持率为77.4%;且当电流密度增大到1 500 mA/g时,仍可实现80.3 mAh/g的比容量,显示出优异的倍率性能和循环性能。

退役磷酸铁锂动力电池性能分析研究

随着电动汽车行业的快速发展,退役动力电池数量与日俱增。分析统计了某批退役磷酸铁锂动力电池的容量、内阻、容量保持率、容量恢复率等关键参数,发现退役电池的容量和内阻出现了较大程度的离散,在梯次利用前需重新筛选配组;此外,测试了其倍率性能、表面放热特性、高低温性能、循环寿命并拆解部分电池对电极材料的物相和表面形貌进行分析,结果表明,此退役电池仍具有较好的性能,可以在使用条件相对温和的领域进行梯次利用。

过充条件下锂离子电池组的热效应分析

基于有限元分析方法,利用ANSYS软件,建立了10Ah立方形锂离子单体电池的热模型,并验证了模型的可行性,在此基础上建立了4×4锂离子电池组的热模型,并研究了其在过充条件下的热效应,分析了电池组的生热规律。结果表明:实验和模拟测得的单体电池表面中心的温度最大差值为2.4℃,验证了模型的可行性;锂离子单体电池的上表面温度明显高于其他表面,正极柱的温度高于负极柱;电池组的最高温度出现在电池组的几何中心;过充倍率越大,电池的温度升高速率越大,热不均衡性也越大;在相同的充电倍率下,相比于单体电池,电池组的温度升高速率更大,温差更大,热不均衡性更明显。

退役磷酸铁锂动力锂离子电池的适用性

对在备用电源、电网储能和电网调频等条件使用的退役电池,每运行一段时间后进行内阻、电化学阻抗谱测试和容量标定,对容量保持率数据进行线性拟合,判断运行状况,估算梯次利用寿命。在备用电源工况下,退役电池的使用寿命长达8a;在电网储能工况下,循环寿命可达5000次以上;在电网调频工况下循环寿命为10000次左右。

退役LiFePO_4电池性能测评及储能应用

针对某电动公交车退役LiFePO_4动力电池,测试了电池的容量、直流内阻、常温下的储存性能,进而测试电池的倍率充放电性能、高低温特性和循环性能,分析了新旧电池相关参数的差异及变化规律;在此基础上,重组电池模组,测试其循环性能;最后集成了1MW·h梯次利用电池储能系统并参与风电平滑。结果显示,该动力电池容量衰退初始容量75%左右时,直流内阻只有小幅增加,电池常温下的储存性能、倍率性能、高低温性能下降不显著,电池单体和模块的循环性能良好,显示出该退役LiFePO_4电池具有较好的梯次利用价值。

碳纤维布加固钢筋混凝土框架梁荷载试验研究

本文以碳纤维加固框架梁荷载试验为例,介绍了如何通过现场静载试验研究受荷后框架梁的挠度及裂缝的发展情况,从而对加固后框架梁进行性能评定,并指出碳纤维加固技术的发展前景。

磷酸铁锂电池充放电循环过程中电化学阻抗实验研究

本文研究了磷酸铁锂电池充放电循环过程中电化学阻抗变化特征,采用不同规格磷酸铁锂电池在不同放电深度(DOD)、荷电状态(SOC)、充放电倍率等条件下进行实验。实验结果发现:在一定充放电循环周期内,电池欧姆阻抗基本维持稳定,说明电池经过长期充放电循环后未出现严重劣化;电荷转移阻抗先减小后增大,表明在充放电循环初期电池被活化,但在循环后期电池性能逐渐衰退,电荷转移难度增加;固态扩散阻抗仅在充放电循环初期出现显著下降,随后保持稳定,表明初期活化过程可明显改善锂离子的固态扩散。进而得出:若电化学阻抗谱中各部分电阻值无明显增大,表明电池未出现严重的性能衰退,内部性质稳定;用电荷转移阻抗变化可对电池衰减性能进行准确评价;造成电池阻抗增大的主要原因在于正极阻抗的增加。

Li(Ni1/3Co1/3Mn1/3)O2/graphite电池在备用电源工况下的交流阻抗

以Li(Ni1/3Co1/3Mn1/3)O2/graphite动力电池为研究对象,在模拟备用电源工况下对动力电池进行交流阻抗测试.通过建立等效电路来研究欧姆阻抗R.、电荷传递阻抗R.t和扩散阻抗CPEw随不同搁置时间、荷电状态(state of charge,SOC)的变化规律,研究Li(Ni1/3Co1/3Mn1/3)O2/graphite动力电池在备用电源工况下,容量和阻抗的变化趋势.结果 表明:随着搁置时间的增加,电池容量衰减1.7%左右.随着搁置时间的增加,不同SOC下的欧姆阻抗Rs具有相同的变化趋势,电荷传递阻抗明显增加.随着SOC的降低,由双电层产生的电荷传递阻抗在逐渐增加.在SOC=0%时,扩散阻抗随搁置时间的增加而增加,在SOC=100%、50%的扩散阻抗有细微的增加.容量衰退和阻抗结果显示出Li(Ni1/3Co1/3Mn1/3)O2/graphite动力电池可以很好地在备用电源工况上使用.

锂离子电池安全预警方法综述

锂离子电池自问世以来,凭借其能量密度高、循环寿命长等优点,已经被广泛应用于人们生活的各个方面。然而锂离子电池本身有着不可忽视的安全问题,锂离子电池因热失控引发的火灾、爆炸等事故造成了不可避免的财产损失和人员伤亡,锂离子电池的安全问题也越来越受到人们关注。本文结合了热失控的相关知识,分析了电池出现热失控时出现的温度、内阻、电压、电池内部压力及生成的气体等特征参数,从这些特征参数着手对现有的锂离子电池热失控进行安全预警方法进行了总结并对未来的电池预警发展趋势做了分析与展望。