浅谈井下高温锂电池的安全应用

本文对锂电池的爆炸原理进行了分析,并从防爆结构和管理制度两个方面对井下高温锂电池的安全使用进行了论述,对井下高温锂电池安全使用具有借鉴意义。

高温锂电池氧化物正极材料研究现状与展望

高温锂电池是热电池向中低温度范围的拓展和延伸,在石油、天然气及地热探测等领域有很好的应用前景。相对于具有大比容量和接近纯锂电极电位的锂合金负极材料,正极材料还有不小的发展潜力。因此,正极材料是提升高温锂电池性能的关键材料。而在正极材料中,氧化物材料表现出高电压特性以及高热稳定性,可以推动高温锂电池小型化发展,满足特定条件下的电流电压供给。目前,并没有针对高温锂电池氧化物正极材料的系统性综述。为了促进本领域的快速发展,优化能源结构,本文系统总结了高温锂电池过渡族金属氧化物正极材料的研究进展,包括其物理特性、电化学特性及合成与制备方法,对材料的可利用特性以及不足之处加以说明;进而对氧化物正极材料在高温锂电池领域的应用做出展望。

井下高温锂电池短节防爆结构设计

本文提出了一种新的锂电池防爆方法,并以此为基础对电池短节的结构进行优化设计,从而提高井下高温锂电池的安全性。

专用电池电压检测仪的研制及应用

研制试井测试施工所涉及的存储式电子压力计专用电池电压检测仪,根据检测仪检测结果来预知电池在井下工作时间的长短,避免了现场测试的盲目性,提高了测试一次性成功率,满足油气井测试的需求。通过现场测试,一次性成功率达到了100%,资料全准率达到了100%,降低成本,减轻现场工作劳动强度。

Mn-BTC衍生锰酸锂的制备及其放电性能研究

为提高高温锂电池的电压、比容量和高温稳定性,以金属有机框架化合物为前驱体开发了一种新型多孔结构LiMn2O4正极材料.首先采用室温自组装方法合成锰苯-1,3,5-三羧酸(Mn-BTC)前驱体,研究了原料比例和分散剂PVP用量对其形貌和结构的影响.研究发现,当Mn(CH3COO)2·4H2O和H3BTC(1,3,5-均苯三羧酸)的摩尔比为1.5∶3,质量分别为0.98g和1.681g,PVP用量为2g时可得到粒度均一、分散均匀的花状微球Mn-BTC前驱体.再对Mn-BTC前驱体焙烧、锂化处理制备得到LiMn2O4,SEM和BET结果表明,LiMn2O4较好地保持了前驱体的多孔花状微球形貌,并拥有介孔和大孔多级孔结构.最后研究了Li-Mg-B/LiNO3-KNO3/LiMn2O4高温锂电池体系的放电性能,发现在200℃,10mA·cm^-2放电条件下,LiMn2O4正极材料比容量达到258.89mA·h·g^-1.研究结果为MOFs衍生金属氧化物在高温锂电池中的应用提供了思路.

使用WEBENCH在线工具设计井下高温电源

石油钻井使用一次性高温锂电池为井下高温仪器设备供电、由于对电源系统的环境温度、电池容量、尺寸、可靠性、电源转换效率等有较高要求,难以做到电源转换效率、尺寸及成本之间的平衡通过分析不同高温锂电池的放电特性,创新性地选用了宽输入电压稳压芯片并确定了设计目标。为了简化设计工作,使用新版WEBENCH Power Designer在线电源设计软件完成了井下高温电源的DC/DC转换器设计工作,包括电原理图和印刷电路板的定制、电源的直流及瞬态仿真和热仿真,最终导出用于测试及生产的图纸及数据。同时,对设计结果作了相关计算验证室内试验及现场试验表明,该井下高温电源具有输出稳定、转换效率高等特点,满足多数井下仪器的供电需求,可用于仪器仪表、自动控制、汽车工业等领域。

尖晶石型Li_(1-x)Mg_xMn_2O_4正极材料的制备和性质

采用高温固相分段反应法制备了尖晶石LiMn2O4和Mg2+掺杂的Li1-xMgxMn2O4(x=0.05、0.1)材料,对材料进行了XRD结构分析和电化学性能等测试,结果表明:Mg2+掺杂样品Li1-xMgxMn2O4(x=0.05、0.1)仍保持尖晶石相Fd3m结构;循环性能明显改善,室温条件下50次循环后,样品Li0.9Mg0.1Mn2O4的放电容量为100mAh/g,容量保持率为9.9%,而LiMn2O4容量衰减率仅为18.1%。