基于LiFePO4蓄电池的移动组合式应急通信电源装置

随着配电网规模的扩大,针对变电站通信电源系统的维保工作量逐年增加,因此需要一种轻便可移动的应急电源作为设备故障或检修时的临时电源。通过对比铅酸蓄电池和磷酸铁锂蓄电池的性能指标,选择磷酸铁锂蓄电池作为应急电源的储能元件,并开发与之匹配的软件和硬件系统。试验结果显示,新装置体积小、重量轻,且储能密度大,更加安全可靠。

4BS种子粒径对铅酸蓄电池正极板的影响

采用SEM、XRD、粒度分析仪对不同粒径4BS种子的微观形貌、物相组成及粒径分布进行了详细的测试分析,研究了4BS种子的粒径对正极板微观形貌和物相组成的影响,评估了不同粒径4BS种子对化成效果的影响。

扣式Li-LiFePO_4蓄电池的研制

采用高温固相法合成了LiFePO4蓄电池正极材料,并用X射线衍射、扫描电镜、循环伏安和充放电测试等方法对其晶体结构、表观形貌和电化学性能进行了研究;考察了不同负极和电解液对扣式Li-LiFePO4蓄电池电性能的影响。研究结果表明,该方法所合成的LiFePO4为单一的橄榄石型晶体结构、晶粒较细、粒径分布较均匀;以0.1 C充放电,首次放电比容量为134.8 mAh/g,50次的平均放电比容量不小于128 mAh/g,其充放电效率在99.6%以上;以锂/铝合金作负极,LiAsF6/碳酸乙烯酯(EC)+二甲基四氢呋喃(2-MeTHF)+四氢呋喃(THF)为电解液所得扣式锂蓄电池的性能最好。

C/LiFePO_4动力蓄电池的热行为

为了明确圆柱形C/LiFePO4动力蓄电池放电过程中的温度特性及其产热机理,利用自动充放电仪对其在不同倍率放电过程中表面温度的变化进行研究,并对该电池在放电过程中的产热率进行计算。结果表明:相同放电时间的表面温度增加与放电电流呈抛物线关系,放电结束时表面温度增加则与放电电流呈线性关系;电池内部的热效应主要为不可逆阻抗热和电池反应的可逆热效应,0.3C、1C、2C和3C放电时,不可逆阻抗热的平均产热率分别是总平均产热率的85.0%、98.0%、99.4%和99.6%,电池反应的可逆热效应所占比例很小;小电流放电时,电池表面温度的下降与电池反应的可逆热效应有关。

锂离子蓄电池正极材料LiFePO_4的研究进展

锂离子蓄电池正极材料的研究正在向高比能量、长寿命、低成本、环境友好的方向发展。橄榄石型LiFePO4近年来引起注意。由于它具有170mAh/g的理论比容量和约3.5V的电压、较好的常温和高温稳定性、低廉的成本和优良的环保性能,有望作为大型移动式锂离子蓄电池的正极材料。对该材料的特性及研究情况进行了较为全面的总结,重点介绍了其结构特点与性能的关系,以及国外为改进其综合性能而进行的有关研究:(1)LiFePO4制备方法(包括高温固相合成法和低温液相合成法);(2)导电性物质的修饰以提高其在大电流密度下的比容量;(3)常温和高温贮存稳定性的实验;(4)LiFePO4的离子导电性和电子导电性。

锂离子蓄电池正极材料LiFePO_4的改性研究

采用机械化学与高温固相相结合的方法合成了磷酸铁锂复合材料,采用X射线衍射(XRD)对材料进行了表征,重点分析和讨论了复合材料振实密度的影响因素,同时测试了不同掺杂方式所得复合材料的电化学性能。结果表明,采用三价铁源能显著提高复合材料的振实密度;采用碳包覆和金属离子掺杂相结合的方式合成的磷酸铁锂复合材料在室温、1C条件下的放电比容量达到150.2mAh/g。

固化工艺和4BS晶种对铅酸蓄电池性能的影响

在高温蒸汽处理固化工艺下,对比铅膏中添加4BS晶种与不添加4BS晶种对生正极板和化成后正极板活性物质成分和形貌跌落强度和电性能影响。两种固化方式下正极板对电池容量无影响,添加4BS晶种的电池寿命比不添加4BS晶种的电池稍长。

镁离子掺杂对LiFePO_4/C材料电池性能的影响

通过PVA(聚乙烯醇)包覆工艺利用固相法合成了镁离子掺杂的LiFePO4/C.材料的高温电导率特征曲线和电阻率与掺杂含量变化的曲线表明,材料中由于Mg离子的掺杂,使得其导电机制由n型半导体向p型半导体转换.在镁离子掺杂原子百分含量为0.3%(x)下,研究了材料的结晶性能随烧成温度的变化.973K下合成材料具有良好的微观结构,材料的亚微米颗粒和PVA裂解产生的碳黑形成了粒径在10μm左右的团簇体.在循环伏安特性曲线中,存在两个小的肩峰,表明在循环过程中,锂离子可以通过由掺杂产生的锂空位进行插入和脱出.材料在0.1C的充放电速率下,首次充放电曲线具有平稳的电压平台和较大的充放电容量.当充放电速率为0.5C时,材料仍然具有大于120mA·h·g-1的充放电容量;经过100次循环后,基本上没有发现材料的循环容量衰减的情况.

锂离子电池正极材料LiFePO_4的研究进展

磷酸铁锂是一种具有良好应用前景的锂离子正极材料,它价格低廉、对环境友好,但导电率低,大电流充放电时容量衰减很快。介绍了LiFePO4的结构、充放电机理、制备方法,同时也总结了在提高导电率方面所取得的成果。

LiFePO_4材料的制备与电池性能的研究

通过固相法合成了裂解碳包覆的具有亚微米球形颗粒团簇微结构的LiFePO4粉体材料.材料中裂解碳百分含量为5.01%,一次颗粒粒径在200-600nm,团簇体粒径在10μm左右. 在0.1、0.2、0.5和1C的充放电速率下,研究了材料的比容量和循环稳定性的变化.当充放电速率<1C时,随着充放电速率的增大,材料的充放电平台和比容量并不随速率的增大而发生较大变化,当充放电速率≥1C时,材料的充放电电压平台迅速升高(充电)或降低(放电),比容量也有较大的降低;随着充放电次数的增加,材料的比容量有所增加,然后趋于稳定.在30 个循环后材料的放电比容量分别为:131.7、129.1、123.5和114.4mAh/g.

锂离子电池正极材料LiFePO_4的结构与电化学性能的研究

利用固相法和球化工艺合成了橄榄石型LiFePO4粉体. 该粉体由直径为10～15 μm的团簇体组成. 以合成材料为正极的锂离子电池的循环伏安特性表明, 在循环过程中, 锂离子插入和脱出具有单一的可逆机制. 在不同温度下, 材料的交流复阻抗谱表明, 随着温度的升高, 电池电化学阻抗明显减小. 充放电测试结果表明, 在17 mA/cm2的电流密度下, 材料工作电压平稳, 电极极化效应较小, 容量接近其理论值. 在170 mA/cm2的电流密度下, 电池容量没有明显的减小趋势, 而在170 mA/cm2电流密度以上时, 电池容量迅速降低, 且电极极化效应比较显著. 经过较大的电流密度测试后, 材料在小电流密度下仍然保持着接近理论容量的循环容量.

基于相变材料和液冷的LiFePO_4电池包热管理研究

将相变材料和液冷管路相结合用于Li Fe PO4电池包热管理系统,研究在相变材料完全融化前,液冷开启时刻对电池温升的影响;同时研究了不同冷却液流速对电池温升的影响。结果表明:在相变材料相变结束时,冷却液开启时刻越早,电池温降的斜率越小;随着冷却液流速的增加,电池的温升及温差逐渐减小。

LiFePO_4-LiMn_2O_4混合正极材料对电池性能的影响

通过微波反应合成具有亚微米尺寸的LiFePO4/C复合材料,并将LiFePO4/C和通过高温固相法合成的LiMn2O4按照一定的质量比均匀混合用作锂离子电池正极材料。电池充放电测试表明电池的循环性能随着LiFePO4量的增加逐渐变好,当LiFePO4与LiMn2O4的质量比在3∶2时电池具有较好的循环性能和较高的比功率。交流阻抗测试表明二者混合试用可以有效地降低电极过程的电荷传递电阻。最后分析了循环性能提高的原因。

粘结剂对C-LiFePO_4/石墨电池电化学性能的影响

采用商品化的LiFePO4作为原料,对比水系粘结剂和油性粘结剂(PVDF)对LiFePO4电池初始放电容量、循环性能,倍率性能和内阻的影响。利用XRD对循环后的电池正极进行分析。研究结果表明,油性粘结剂体系中LiFePO4的容量较高,首次放电容量达到124mA·h/g,且循环性能较好,200次循环容量保持率为96.3%。发现水性粘结剂电池循环后LiFePO4结构变化较大。水性粘结剂的倍率性能良好,1C(C为充放电倍率)容量是0.1C的92.2%,而对于油性粘结剂,1C容量是0.1C的85.5%;水性体系中电极界面阻抗要小于油性体系中的界面阻抗,并且水性粘结剂电池的内阻要小于油性粘结剂的内阻。

碳纳米管作导电剂对LiFePO_4锂离子电池性能的影响

考察添加碳纳米管作导电剂对LiFePO4锂离子电池性能的影响。采用液态锂离子电池工艺制备063048型LiFePO4锂离子电池,利用XRD,SEM及充放电方法对电池电极的结构、表面形貌和电化学性能进行表征和测试。研究结果表明:添加碳纳米管作导电剂的极片压实密度与未添加的相比提高了5%,同时也形成了良好的导电网络,电池内阻较小,电池首次放电容量达到131.8 mA.h/g,而未添加碳纳米管的首次放电容量为124.6 mA.h/g;添加碳纳米管作导电剂电池的循环性能较好,120次循环后容量几乎没有衰减,而未添加碳纳米管的电池经120次循环后容量保持率为94.1%。添加碳纳米管作导电剂电池的倍率性能优异,其6C的放电容量是0.5C的81.8%(其中,C为电流倍率),未添加碳纳米管的电池6C的放电容量是0.5C的75%。添加碳纳米管作导电剂的电池,电极界面阻抗比未添加碳纳米管的电池的界面阻抗小。

采用PITT与EIS技术测定锂离子电池正极材料LiFePO_4中锂离子扩散系数

采用恒电位间歇滴定法(PITT)和电化学阻抗谱技术(EIS)测定锂离子电池正极材料LiFePO4中Li+扩散系数。结果表明:随着嵌锂量的变化,锂离子的扩散系数(D Li+)先出现一个极大值,然后出现一个极小值,随后随嵌锂量的增加而增大;扩散系数在10-13 cm2/s^10-16 cm2/s数量级范围内变化;2种方法计算得到的扩散系数在数量级上相符合。

锂离子电池正极材料LiFePO4的研究进展

从LiFePO4的结构出发,分析了该材料所特有的优越性能以及存在的缺陷,阐述了物理掺杂和体相掺杂两类改性方法的特点和取得的成效。在此基础上,介绍了高温固相法、共沉淀法等方法合成LiFePO4的最新研究进展,探讨了各种制备方法的优缺点,并简要评述了LiFePO4未来发展的前景以及为使该材料走向实用化应注重的研究方向。

球形纳米晶LiFePO_4和Li_4Ti_5O_(12)的制备及电池研究

分别通过"控制结晶"和"外凝胶"工艺合成了球形纳米晶L iFePO4/C和L i4Ti5O12/C材料.通过XRD、SEM、比表面及电化学性能测试等分析手段表明,合成的L iFePO4/C和L i4Ti5O12/C材料均为纳米一次粒子(晶粒)组成的球形二次粒子(颗粒),具有较大的比表面积,振实密度分别达到1.25和1.71 g/cm3;1C倍率下的首次放电比容量分别达到144.0和144.2mAh/g,并表现出优良的循环性能.以L iFePO4/C和L i4Ti5O12/C为正负极材料组成的1.8V锂离子电池具有平稳的充放电电压平台和优异的循环性能.

退役LiFePO_4电池梯次利用分选方法

针对LiFePO_4退役电池,设计了基于电池容量、平衡电动势与放电直流等效内阻的特性测试,提出了用于退役电池梯次利用的统一分选指标,并给出了分选指标与不同用户需求指标之间的对应关系。同时,提出了一种通过建立数据库、电池初选、电池测试以及梯次利用分选四个步骤组成的分选方法,并通过具体案例进行验证。