低压下不同新型清洁气体灭火剂抑灭21700型锂离子电池火研究

为探究在航空运输低压环境下Novec1230(全氟己酮)和2-BTP(2-溴-3,3,3三氟丙烯)2种新型清洁气体灭火剂扑灭和抑制空运锂离子电池火的效果,基于动压变温实验舱,自主设计了适用于气体灭火剂的实验灭火装置;在40,60,80 kPa 3种环境压力梯度下开展灭火实验,分析了施加2种灭火剂前后锂电池表面温度变化和灭火过程中的实验现象。结果表明:低压下2-BTP和Novec1230均能有效降低锂离子电池火焰中自由基浓度,快速扑灭明火;2-BTP的降温和抑制温升效果明显优于Novec1230,能更好地抑制锂电池之间的连锁热失控。研究结果可为新一代机载灭火剂的选择提供参考。

热失控条件下21700型锂离子电池危险性分析

针对锂离子电池热失控引发的民航运输安全问题,利用自主设计的试验平台,以21700型三元锂离子电池为研究对象,探究了不同荷电状态(SOC)的锂离子电池热失控危险特性,包括表面温度、开路电压、电池内阻与质量损失。研究结果表明:21700型单体锂离子电池比18650型锂离子电池额定容量增加了35%,能量密度提高了20%,若出现热安全问题时会更加危险。随着SOC的增加,21700型锂离子电池发生初爆与燃爆的时间间隔缩短。当SOC为20%时,初爆与燃爆时间间隔最长,为471 s;当SOC为40%、60%、80%和100%时,初爆与燃爆时间间隔分别缩短2.5%、18.0%、26.5%和34.0%。锂离子电池发生热失控过程中的表面温度峰值、温升速率与质量损失均随着SOC的增加而增加。锂离子电池在不同荷电状态下发生热失控时,开路电压和电池内阻变化具有一定的规律性。

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。

锂离子电池模组热失控传播实验研究

为了提升电池热安全和汽车可靠性,开展电池模组热失控传播研究。针对圆柱形21700锂离子电池的热失控传播特性,通过实验研究了电池荷电状态、单体间距等因素对21700锂离子电池模组多维度热失控传播行为的影响。发现电池热失控轴向传播要快于径向。在电池满电状态,间距2.0 mm时,热失控轴向传播要比径向快97 s,并且随着电池电量的降低和间距的增大,热失控传播速度变慢。在电池间距为2.0 mm时,30%和50%荷电状态分别是轴向和径向电池的安全荷电状态。在电池满电状态时,6.0 mm和4.0 mm分别是轴向和径向电池的安全距离。研究结果可为电池的存储、运输以及电动汽车的电池模组设计等提供借鉴。

高容量型锂离子电池硅基负极材料的研究

硅基负极材料由于具有高容量而被广泛研究,该材料在充/放电过程中巨大的体积变化、低的循环寿命和初始库仑效率阻碍了其商业化应用.在作者多年从事硅基负极材料的研究基础上,分析了硅基负极材料的工作原理,回顾了Si负极在脱/嵌锂过程中的晶体结构、表面/界面的变化以及提高其电化学性能的方法,讨论了锂离子电池硅基负极材料的前景.

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。

动力型锂离子电池隔膜中国专利分析

基于国家知识产权局中国专利数据库,对动力型锂离子电池隔膜技术领域中国专利的总体发展趋势、主要申请人及部分省份专利申请状况进行分析。结果显示,中国动力型锂离子电池隔膜技术起步较晚,在国家对电动汽车产业的扶持下,越来越多的科研机构和企业竞相投入发展,隔膜专利规模不断增大;动力型锂离子电池隔膜方面的中国专利分布较为分散,尚未出现具有显著领先优势的企业;日本、韩国已在中国市场进行动力型锂离子电池隔膜领域相关专利的申请和布局。

低温型锂离子电池循环寿命评估方法研究

针对现有标准缺失对低温型锂离子电池循环寿命规定,通过开展低温型锂离子电池全寿命周期循环试验验证,结合宏观电性能测试与电池内部微观表征,分析低温条件下电池循环次数与容量之间的变化关系,形成低温型锂离子电池循环寿命评估方法。

功率型锂离子电池组脉冲功率能力的估计

为估计功率型锂离子电池组的脉冲功率能力,首先基于多孔电极和浓溶液理论建立了锂离子电池的电化学模型,以便根据电池充放电电流和运行温度预测电池端电压的变化,并估计锂离子电池组当前状态下可接受的最大脉冲充放电功率。然后为验证模型的有效性,在Arbin台架上分别测量了3.6V/8A.h锂离子电池在不同等级电流下进行10s脉冲充放电时电池端电压的动态响应过程,和144V/8A.h锂离子电池组在不同SOC和温度下可接受的10s最大脉冲充放电功率。试验结果表明,锂离子电池脉冲充放电时间大于1s后,电池端电压预测值的相对误差不超过±1%;电池组10s最大脉冲充放电功率估计值的相对误差不超过±3%。最后采用电化学模型分析了负极孔隙率对电池脉冲功率能力的影响。

薄膜型锂离子电池正极材料研究进展

简要介绍了近年来磁控溅射和脉冲激光沉积制膜技术在薄膜型锂离子电池正极材料制备方面的应用研究;对制膜新工艺及新型正极材料的研究现状进行了概括,认为现阶段新型材料LiFePO_4有希望成为薄膜锂电池正极材料的首选,并展望了薄膜型锂离子电池的发展前景。

不同工况下功率型锂离子电池的热特性与仿真研究

本文针对功率型锂离子电池在使用过程中可能出现的热失控问题,以21700圆柱型锂离子电池为实验对象,采用混合功率脉冲特性(HPPC)测试方法,研究了不同条件下(温度、电流、荷电状态)内阻的变化趋势,并分别建立了基于温度、电流参数的Rint、Thevenin与双极化(DP)电路模型及电热耦合模型。借助Fluent仿真技术,进行了不同模型的验证,对比了不同放电倍率下模型仿真与实测温升的拟合精度。同时,实现了不同倍率下电池热行为的研究,为功率型锂离子电池的温度预测提供了一定的理论依据。

基于高镍NCA811正极的21700锂离子电池在某装备上的应用研究

武器装备对储能电源的需求越来越向着更高比能量、极端温度条件、高抗力学等苛刻的应用要求发展。采用基于高镍NCA体系且已商业化应用的圆柱形21700锂离子电池作为对象,针对具体的实际应用工况,研究了单体电池及电池模组在某装备上应用的可能性。实验结果表明,圆柱形21700锂离子电池在电性能、极端温度条件、抗力学性能及安全性上均满足应用指标要求,可以用作该装备的储能电源。

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。

电容型锂离子电池研究进展

锂离子电池具有高的能量密度,而超级电容器则以高功率密度和长循环寿命为突出优势。电容型锂离子电池是在锂离子电池的正极中加入部分电容炭材料,在不显著降低能量密度的情况下,大幅度改善锂离子电池的功率特性和循环寿命,从而实现电容与电池技术的融合。本文综述了国内外近年来在电容型锂离子电池领域的最新研究进展,介绍了主要的电容型锂离子电池体系及其性能特点,并对其未来发展方向进行了展望。

电动汽车用功率型锂离子电池的针刺安全特性研究

为揭示电动汽车用功率型锂离子电池的针刺安全特性,针对18650、21700功率型锂离子电池,通过搭建电池针刺特性试验平台,借助基于电池内、外电路电子流向的经典内短路模型,探究了不同荷电状态(SOC)、针刺速度、刺针直径以及电池尺寸等关联影响因子对电池针刺安全特性的影响。试验结果表明:荷电状态越高、针刺速度越快、刺针直径和电池尺寸越大时,电池针刺热失控的发生风险越高;当18650、21700功率型锂离子电池的荷电状态分别在40%、20%范围内时,电池具有较好的针刺安全性。

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%。

中型AUV锂离子电池系统设计研究

中型AUV具有续航力强、载荷量大等优势,在长航程科学观测、大载荷搭载等任务领域有较好的应用前景。本文根据某中型AUV的任务需求和指标进行锂离子电池系统设计,基于21700圆柱电芯,对电池成组方案、焊接工艺、电路设计和BMS设计等进行研究,并进行了相关性能测试和分析。试验结果表明,21700圆柱电池在中型AUV锂离子电池系统中具有较好的适用性。

集散型锂离子电池组多路径主动均衡系统

因锂电池串联时单体间存在初始容量、内阻、电压等不一致的问题,因此在使用过程中会导致电池组利用率降低、使用寿命缩短甚至引发安全事故。针对这一问题设计了一款集散型锂离子电池组多路径主动均衡系统,实现了电池小组组内均衡及电池组任意两节电池间的能量交换。经验证,系统降低了能量损耗,提高了能量传输效率,可满足需求。

一种新能源汽车用动力型锂离子电池的拆解分类回收工艺方法

本发明提供一种新能源汽车用动力型锂离子电池的拆解分类回收工艺方法,包括以下步骤：将新能源汽车用动力型锂离子电池的外壳进行人工拆解,取出单体电池;将单体电池进行剩余电量检测,未充分放电的单体电池需要在充放电设备上进行充分放电;

动力型锂离子电池的正极材料选择

随着锂离子电动车在北京、上海、苏州、杭州等国内大中城市的热销，越来越多的电动车厂商开始上马锂电车项目。然而，选择什么样的锂电池成为他们面临的首要问题。虽然锂电池的保护电路已经比较成熟，但对动力电池而言，要真正保证安全，正极材料的选择十分关键。目前，在锂离子电池中使用量最多的正极材料有以下几种：钴酸锂（LiCoO2）、