调控电解液溶剂组分实现LCO/C低温18650电池循环寿命显著提升

低温18650电池的循环寿命一直是限制其发展的关键因素,为了实现长循环寿命与低温性能的兼顾,通过调控电解液溶剂组分,对比分析了不同电解液对电池倍率性能、高低温放电、荷电保持率、循环寿命、EIS阻抗变化等的影响。结果表明,电解液组分设计对电池性能有显著影响,通过低熔点的长链线性羧酸酯部分取代碳酸酯及短链羧酸酯,既可以实现较好的低温性能,同时又提升了高温稳定性。EP、PP的比例对于LCO/C电极体系循环稳定性有重要作用。其中溶剂组分EC+EP+PP(质量比2∶5∶3)具备最佳的综合性能,研制的LTB电池5C放电容量保持率达99.86%,-40℃/1C放电容量保持率达92.84%,循环1000次后低温-40℃/1C放电仍然达到初始低温放电容量的90%,常温循环1500次容量保持率达85%,低温-10℃循环500次容量保持率82.4%。

18650钢壳电池表面涂油设备的设计与研究

18650钢壳电池表面涂油设备是根据18650钢壳电池的基本外形尺寸,采用非标设计理念设计的,该设备由上料机构、涂油机构、下料机构3个部分构成。非标件通过SolidWorks软件建模完成,标准件通过计算选型。通过SolidWorks软件将非标件与标准件装配成完整的设备,并设计了能实现18650钢壳电池表面涂油的气动系统,最后通过三菱PLC控制整台设备的运行,为18650电池提供了一种高效的涂油解决方案。

18650型锂离子电池模组的液冷散热效果

为改进动力电池模组的散热效果,以18650型锂离子电池为研究对象,设计“S”形液冷管道散热结构。在混合功率脉冲特性(HPPC)内阻测试的基础上建立电池模组热模型,用STAR-CCM+软件仿真分析冷却液流速、通道数量、流体流向和液冷管连接方式对散热性能的影响。散热效果不会随着流速的增加而无限提升,在流速增大到0.50 m/s时,模组的最高温度稳定在28.20℃;通道数量对散热性能的影响很小,四通道的最高温度仅比一通道下降0.10℃;流体流向可以促进散热,相邻流道采用不同流向(ABAB流向)相比四个流道采用单一流向(AAAA流向)可使最高温度下降2.30℃;相比于串联结构,采用液冷通道并联结构时,最高温度仅降低0.10℃,但流体最大压降可下降70%。

基于18650锂电池的圆柱形电池液冷系统开发流程

文章以18650锂电池为基础模组,研究了圆柱形电池液冷系统开发流程,首先根据散热温升温差要求、加热温升温差要求以及电池对应工况绝热温升、质量、比热容,对按照圆柱形电池液冷设计要点进行结构设计的热管理系统进行判断和仿真分析,提出改善意见,再次分析,使设计满足热管理要求,最后进行热管理测试,验证设计方案并优化。此次圆柱形电池液冷系统开发流程的研究解决了液冷系统开发过程不标准、流程不合理的问题,提高了新能源汽车电池生产厂家开发电池液冷系统的效率和质量。

隔膜对18650型锂离子电池性能的影响

用4种隔膜制作了18650型锂离子电池,并测试了电池的安全性能(150℃热箱、冲击和过充实验)和电性能(倍率和循环性能)。隔膜的孔隙率大、熔融温度高,电池的150℃热箱安全性能坚持时间就短,而2C、12 V过充安全性能和倍率放电性能更好。孔隙率值合适(约45%)和孔径均匀的隔膜,能提高电池的循环性能。

基于UKF的18650锂离子电池健康状况估计

根据18650型锂离子单体电池的特性分析,建立了电路等效模型和电化学模型相结合的电池模型,以实时在线辨识锂离子电池欧姆内阻为目标,利用无迹Kalman(UKF)滤波算法,实现了对电池欧姆内阻的在线辨识,开展了锂离子电池健康状况(SOH)估计实验,建立了适用于18650型锂离子电池的SOH估计模型。仿真结果显示,该模型同时考虑电池内阻在不同工况下的变化趋势和充放电电流大小等因素,为实现锂离子电池健康状况精确估计提供了较好的理论基础。

细水雾抑制18650型锂离子电池热失控实验研究

为研究细水雾灭火系统对18650型锂电池热失控的抑制效果,利用自设计实验平台进行抑爆实验,对比初爆与燃爆两个关键点及有无外部热源的温度变化图。研究表明,细水雾能够明显抑制18650型锂电池热失控,但施加细水雾的时间点对抑制效果影响较大,初爆后施加细水雾能够有效抑制,在燃爆后施加细水雾10s内温度降低200℃以上,但由于锂电池内部电解液复燃的特点,温度回升。温升速率的变化使得电池初爆的时间和温度分别提前了67.4%和44.4%,据此提出通过探测18650型锂电池初爆释放气体发现热失控发生并在最短时间内移除异常行为电池来控制电池热失控及其热量的异常传播。

基于18650型磷酸铁锂动力电芯的产热和电化学行为分析

测试某知名进口和国产的A款和B款18650磷酸铁锂动力电芯在室温(25℃)、低温(–20℃)和高温(55℃)下不同放电倍率的温度性能、产热行为和电化学性能,分析两款电芯放电容量、放电电压平台、交流阻抗、电芯过充循环后直流内阻随着荷电状态的变化规律.结果表明环境温度和放电电流越高,电芯最高温度和温升斜率急剧增加;室温10 C放电时,B款最高温度比A款增加13.2%;B款电芯低温工况大电流放电时,电芯仅放出2.65%的电量,几乎失去正常放电电压平台;电芯的直流内阻随着荷电量的增加呈下降的趋势,过充导致电芯的直流内阻最大增加24.19%.

温度对18650三元锂电池放电容量的影响

随着传统能源的日渐枯竭,新能源电动汽车特别是纯电动汽车在汽车行业内占到越来越重要的地位,纯电动汽车的动力源主要是18650三元锂电池。然而温度是制约其放电容量的一个关键因素,所以研究温度对其放电容量的影响,有着至关重要的作用。选用福斯特(FST)公司生产的4. 2 V-2. 6A h三元锂电池为研究对象,分别对三元锂电池在高温(55℃)和低温(-10℃和-20℃)环境下,其放电容量的变化进行研究。最后通过matlab工具拟合出常温下电池电压与电池剩余容量的关系函数式。通过验证,该关系式有很强的适用性,便于后续研究。

基于电化学–热耦合模型分析18650型锂离子电池的热性能

本文以18650锂离子电池为研究对象,利用COMSOL Multiphysics仿真软件建立电化学–热耦合模型,并用实验进行论证。从产热角度放电倍率(放电电流)和电极厚度(电池容量),从散热角度环境温度、散热介质及流动形态对电池热性能进行了仿真分析,全面且系统地比较了各种因素对温度及温差的影响。本文的结果为电池热管理提供了理论基础。

乙二醇对18650动力锂电池组温度场影响研究

将乙二醇作为冷却工质,并且建立18650动力锂电池组模型,将冷却液流速,电池组的放电倍率作为变量,通过流固耦合热仿真,对温度云图、最高温度、电池组和电池间的温度差等结果进行分析,得出在不同放电倍率条件下,冷却液体流速对电池组温度场的影响规律。结果表明采用液体冷却能有效控制电池组最高温度,得到良好的均温效果;增大冷却液流速,能够有效降低锂电池组的最高温度,而且用乙二醇作为冷却液体能有效地控制锂离子电池间的温差,并且随着流速的增大,电池组的最高温度与温差变化趋于平缓。

基于ANSYS的18650锂离子电池单体稳态热分析

锂电池性能优越广泛应用于电动汽车,但在使用过程中会大量发热,存在安全隐患。针对18650锂电池单体建立了三维模型,利用有限元分析软件ANSYS模拟其特定工况,得到了18650锂电池单体发热状态下的温度场。

18650动力电池SOC的建模与估算研究

为了实现对18650动力电池荷电状态(SOC)的准确在线估算,将外界条件划分为12种情况,研究了有效电量、电池衰老及环境温度对电池SOC的影响。建立了一个BP神经网络模型,在12种条件下对其进行样本学习训练,建立了一种能够适用于不同条件下的基于条件查找方法的SOC估算模型。通过与传统方法对比,证明改进的估算方法具有更好的精度和实用性。

车用新型18650型锂离子电池的制备

锂离子电池作为一种新能源已有二十多年的历史,文章采用先进的三元材料镍钴锰酸锂为正极,人工石墨材料为负极,经过一系列过程制备成车用的大功率锂离子电池,在大电流放电条件下,即5C放电倍率可以达到初始容量的95%以上,1.0C循环1000次以上仍可以保持最初容量的90%,作为汽车用的新型电池具有很大的应用潜力。

18650型Li_4Ti_5O_(12)/LiCoO_2电池失效模式分析

采用参比电极确定18650型钛酸锂(Li_4Ti_5O_(12))/钴酸锂(LiCoO_2)电池在45℃下循环失效后的限容电极,对限容电极进行形貌、结构、交流阻抗及循环伏安等分析。电池失效后,充放电限容电极均为LiCoO_2正极;该电极失效的主要原因是活性物质结构被破坏,LiCoO_2的晶粒细化且内部微观应变较大,导致极片的界面性能下降及嵌脱锂动力学严重降低。

18650型磷酸铁锂离子电池的制备

锂离子电池作为可重复利用的新能源自从问世以来备受瞩目。文章利用最为先进的磷酸铁锂正极材料制成锂离子电池,电池的容量为1200mAH,电池的倍率性能优越,电池的循环寿命在250次以上,经过针刺,电池的安全性能也非常的好,对于未来的新能源汽车应用具有很强的潜力。

18650型锂离子电池循环性能一致性研究

特斯拉汽车动力电池组多由18650型锂离子电池组成。在常温常压无热控条件下,用8只松下18650型锂离子电池开展循环试验,对容量、能量和充放电时间随循环次数变化规律进行分析总结,以期找出影响电池一致性因素建立量化模型。试验进行中,在250～300次循环间,8节电池性能出现了差异;500次循环后性能差别更明显,其中6节电池已经无法正常循环。将试验结果与使用特斯拉电池管理系统的同型电池测试数据比较,发现管理系统能使电池寿命极大提升。

动力型18650锂离子电池的过充电性能

通过对采用不同正极材料、功能电解液制成的动力型18650锂离子样品电池进行过充电性能实验,发现不同条件制作的电池过充时具有不同的温度、电压变化特性曲线,研究分析了影响动力型18650锂离子电池的过充性能的各种因素,发现几种条件下制作的动力电池可以在过充时不发生起火、爆炸,但过充电压升到一定值后电池已不能再正常使用。要确保动力电池的安全可靠使用,还需要在盖帽及电池外部加强安全保护措施。

高性能18650型锂离子蓄电池

研究试验了锂离子蓄电池的不同电极材料及电极成型工艺 ,分别制成了以氧化钴锂 (LiCoO2 )和氧化镍钴锂(LiNi0 .8Co0 .2 O2 )为正极 ,中间相炭微珠 (MCMB)为负极的 186 5 0型锂离子蓄电池。电池的放电容量分别大于 15 5 0mAh和 170 0mAh。电池比能量达到了 130Wh/kg和 35 0Wh/L。在室温条件下 ,0 .5C电池的循环寿命 10 0 0次时 ,其容量仍为初始容量的 6 0 %、70 %。以氧化钴锂为正极的电池在 -4 0℃、0 .2C速率、终止电压 2 .5V的条件下 ,放电容量为室温容量的 6 0 %。实验结果表明 ,电池安全可靠。

基于风冷模式的18650动力电池系统安全性设计研究

针对某纯电动乘用车的使用要求,设计了基于风冷内循环结构的18650动力电池系统,研究和分析了18650动力电池的结构安全性、热管理安全性和阻燃与绝缘安全性。以该18650动力电池的试验数据为基础,结合理论计算公式,建立了18650动力电池的生热仿真计算模型,对电池风冷内循环系统的流场进行了分析计算,根据仿真计算结果优化了电池箱内部流场设计。通过实车试验和低温加热均衡试验,验证了基于风冷模式的18650动力电池系统的安全性。