UUV用锂二氧化锰电池

介绍了UUV用锂二氧化锰电池的工作原理,进行了放电性能试验及安全性试验。结果表明,锂二氧化锰电池具有高比能、长贮存寿命、免维护以及较好的安全性,是新一代UUV电源的理想选择。

锂-二氧化锰电池的正极导电剂

在锂-二氧化锰电池中,选择五种导电剂材料进行粉末电阻率的测试,结果表明乙炔黑和炭黑(SP)的电阻率相近,在所选择的材料中较大;KS15和膨胀石墨的电阻率相近,在320μΩ·m左右;而气相生长碳纤维(VGCF)是所有材料中电阻率最小的,仅为0.6μΩ·m。以乙炔黑为主导电剂,采用石墨类导电剂(KS15)与之混合的放电容量大。以气相生长碳纤维和SP混合作为导电剂的电极,在0.2mA/cm2条件下的放电性能略高于采用乙炔黑+膨胀石墨作为混合导电剂的电极,其中放电电压平台高60mV左右,放电时间增加了9.12h。而在5mA/cm2条件下放电性能则明显提高,放电电压平台比采用乙炔黑+膨胀石墨作为混合导电剂的电极提高了100mV左右,而且放电时间延长约52%。

锂氟化碳-二氧化锰电池贮存性能影响因素研究

以氟化碳和二氧化锰复合材料为正极的锂氟化碳-二氧化锰电池,既保留氟化碳材料高比能量的特点,又兼顾二氧化锰倍率性能好的优势。与其他一次电池相同,贮存性能是影响锂氟化碳-二氧化锰电池实际使用可靠性的重要指标。从正极烘干温度、预放电工艺、粘结剂、贮存温度等方面对锂氟化碳-二氧化锰电池贮存寿命的影响进行了研究。结果表明:烘干温度为150~180℃时,电池的胀气得到明显抑制,有利于改善电池的长期贮存;预放电容量比例3%以上可以抑制电池的胀气,在实验范围内与放电电流无关;N1粘结剂可以保持正极的完整度,进而影响电池贮存性能的可靠性;随着贮存温度的升高,电池的自放电反应速率加快,高温贮存前期容量损失率较大,后期由于负极表面钝化膜的形成,正负极表面状态趋于稳定,电池的自放电反应速率也相应放缓。

锂-二氧化锰电池正极制备工艺的研究

在锂-二氧化锰电池中,电极的制备工艺对提高电极的电性能有着重要影响。采用涂布法,正极活性物质要求粒度D50<20μm,获得的电极成型性好,电极厚度可减小到200μm以下。采用涂布法制备的电极比压膜法制备的电极在电性能上最大输出功率提高1倍以上,电极活性物质在较大电流放电情况下利用率提高约30%。

CR435锂-二氧化锰电池的研制

采用Li-MnO2电池材料和工艺制造CR 435锂电池。重点对正极活性物质的加工制备及电池组装工艺进行了试验和改进。通过X射线衍射分析(XRD)测试了热处理前后电解二氧化锰(EMD)的结构,对贮存1周后电池的开路电压、短路电流及内阻进行了测试,并将电池在不同温度下进行恒电流放电和恒电阻放电。测试结果表明电池性能完全满足CR 435锂电池的技术要求,可作为夜间钓鱼时的发光浮标或商务通专用笔夜间使用时的照明电源。

锂-二氧化锰单体电池筛选方法的研究

单体电池的一致性直接影响成组后电池组的性能。影响单体之间一致性的因素主要有:电压、内阻和容量。通过对同一批次生产的锂-二氧化锰单体电池不同贮存期开路电压变化和内阻差异进行统计、分析,单体不同倍率的负载能力测试以及实效验证实验,确定了锂-二氧化锰单体电池的筛选方法和顺序。

锂-二氧化锰电池气胀问题及解决方法的研究

近年来,高比能量锂-二氧化锰电池在民用和军事领域得到快速发展和广泛应用,但其存放时的气胀问题不仅会严重影响电池性能和寿命,而且存在安全隐患。研究结果显示,通过改变活性物质二氧化锰的pH值和预放电可以有效减少锂-二氧化锰电池的气胀问题,同时对其电化学性能无影响。

圆柱形锂-二氧化锰电池安全性能的改善

阐述了锂-二氧化锰电池的工作原理,剖析了在滥用条件下圆柱形锂-二氧化锰电池产生安全性问题的原因,总结出改善圆柱形锂-二氧化锰电池安全性能的几种措施,叙述了圆柱形锂-二氧化锰电池进行安全性试验的几种方法。

多片并联层叠电堆的锂/二氧化锰储备电池

针对传统锂/二氧化锰电池不能满足引信使用条件的问题,提出多片并联层叠电堆的锂/二氧化锰储备电池。多片并联结构通过引线连续折绕于电极极耳实现,电极叠堆采用单条隔膜在正负电极间往复平行折叠,达到电堆的可靠集流与绝缘。实验验证结果表明,储备电池样机超过600 mA/5 V(3 W)可连续放电121 s,马歇特23齿锤击激活时间为39 ms/3 V,且在工作状态下可以承受马歇特锤击的过载冲击。

锂-二氧化锰一次电池脉冲放电性能优化研究

物联网芯片的工作模式决定了与之配套的终端电源需要同时满足大容量以及瞬时大电流脉冲放电性能。针对物联网终端电源的应用场景,对锂-二氧化锰一次电池正极极片制备工艺的优化进行了研究。采用涂布法制备了不同配方、厚度、孔隙率的极片,研究了极片孔隙率与厚度对电池脉冲放电性能的影响。结果表明,在同时满足容量与脉冲放电性能的条件下,极片的厚度存在最优值。对不同脉冲放电电流下的极限厚度进行的定量分析表明极限厚度与脉冲电流之间呈线性关系。

锂/二氧化锰电池用高电导率正极

选择不同碳材料导电剂制备单一和多元导电剂正极,并测试电导率。将超导炭黑Super-P、石墨烯浆料和碳纳米管(CNT)作为三元导电剂(质量比50∶30∶12)添加到正极中,制得的正极粉末电导率最高,可达4.545S/cm,与电解二氧化锰(EMD)相比,提高了94倍。采用此正极的锂(Li)/二氧化锰(MnO2)电池,单体电池内阻(90~120mΩ)低,在-40℃下,对5串的电池组进行3A脉冲放电,电压平台高(>9.7V)且平稳。球磨工艺的不当使用,会破坏正极导电结构,降低正极材料的导电率。

扣式锂-二氧化锰电池的技术进步

阐述了我国扣式锂-二氧化锰电池在防漏性能、放电性能、生产设备等方面的技术进步;分析了电解液和正极配方对电池放电性能的影响。初步探讨了扣式锂-二氧锰电池的正极材料电解二氧化锰经热处理转型后的性能。指出扣式锂电池应向进一步提高锂-二氧化锰电池技术、质量和研发可充电扣式锂电池方向发展。

锂-二氧化锰一次电池的发展现状

本文概述了锂-二氧化锰电池性能特点、研究进展,介绍了锂-二氧化锰电池在民用和军事方面的应用,以及未来对二氧化锰电池的需求,发展方向。

锂-二氧化锰电池放电研究

对高倍率锂-二氧化锰一次电池进行0.5 C5A恒流放电测试,考察了锂-二氧化锰一次电池放电过程中极片物质结构的变化。结果表明,放电过程中,电极活性物质二氧化锰逐渐消失,并伴随Mn2O3的生成,最终产物为LiMnO2以及Li1.42Mn3.46O7.27。

电解二氧化锰粒度对Li/MnO_2电池性能的影响

将热处理后的电解二氧化锰(EMD)进行10 h球磨,粉碎为200目、250目及300目等不同粒径,作为正极活性材料制备CR123A型锂/二氧化锰电池。使用200目、250目及300目EMD制备的电池,在60℃高温下存储7 d后的平均内阻分别为305.4 mΩ、296.1 mΩ和272.4 mΩ,30 m A恒流放电容量均约为1 300 m Ah,1.8 A恒流放电容量分别为748 m Ah、927 m Ah和998 m Ah。

电子纸产品用锂-二氧化锰电池性能研究

为了研究锂-二氧化锰电池作为电子纸产品电源解决方案的适用性,基于锂-二氧化锰电池的原理、性能开展分析,梳理了放电性能、自放电率性能、存储性能及安全性能的试验。试验结果表明,锂-二氧化锰电池具有工作温度范围广、能量密度高、放电平台高、自放电率低、存储时间长、储存期间无需任何维护及安全性能高特点,验证了该特点满足电子纸的应用。

电子纸产品用锂-二氧化锰软包装电池应用性能分析

针对电子纸产品多样化的应用模式,以及长寿命使用条件下的可靠性、全环境适应性等特点,提出了体积小、重量轻、容量高、寿命长、使用温度范围广的电池方案,阐述了锂-二氧化锰软包装电池的结构和化学原理,并从容量、低温性能、脉冲性能及可靠性等方面对不同电池性能进行对比,对电子纸产品设计工程师选型调研电源方案具有指导意义。

锂氟化碳-二氧化锰电池组热分析

锂氟化碳电池的发热问题可导致安全问题。本文根据案例建立锂氟化碳电池组发热模型,使用ANSYS分析及对比实际结果验证,进而对整个电池组产热边界条件进行设定,运算后得到整个电池组工作产热结果。进而对电池组热设计进行优化。

预放电模式对锂锰电池性能的影响

预放电模式对锂二氧化锰(Li-MnO_2)一次电池存储后的内阻、电压及放电性能有直接影响。研究恒流、恒阻和直接短路等3种模式预放电对Li-MnO_2电池性能的影响。在60℃存储后,恒流、恒阻和直接短路预放电的Li-MnO_2电池,平均内阻分别为569mΩ、852mΩ和1140mΩ,平均开路电压分别为3.257V、3.250V和3.271V。恒流预放电制备的电池,内阻、电压分布一致性更高,1000mA恒流放电时,恒流预放电电池的容量比直接短路预放电的高28.4%。

高比能量锂氟化碳电池在深空探测器上的应用试验研究

深空探测任务由于重量制约以及光照强度减弱等原因,可供选择的电源有限。锂氟化碳电池技术被认为是未来深空探测器电源潜在可行的选项。对锂氟化碳电池进行了比能量、比热容、发热量测试以及低温性能和贮存性能测试,测试结果表明:锂氟化碳电池高比能量优势明显,长贮存寿命满足了深空探测器数月甚至数年飞行期间自放电率低的需求,针对低温应用需求,采用复合电极有效改善低温放电性能,而针对锂氟化碳电池比热容、发热量的测试为电池热仿真分析提供了必不可少的数据支撑。