N、P/RC@Pb复合材料在铅碳电池负极中的应用

为改善铅碳混合不均和负极析氢的问题,以D418大孔螯合磷酸树脂为碳源,制备出与Pb复合的N、P掺杂碳材料(N、P/RC@Pb)。采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)等手段对复合材料进行表征,对添加N、P/RC@Pb复合材料的负极板和铅碳电池进行了研究。结果表明:Pb均匀分布在树脂碳表面,以Pb复合物的形式与树脂碳紧密结合。线性伏安(LSV)测试表明:N、P/RC@Pb的添加能有效抑制析氢反应(HER),在-0.46 V下1%N、P/RC@Pb电极板拥有最小的析氢电流(-0.087 A/cm^(2)),更接近空白组(-0.053 A/cm^(2))。在电池循环测试中,添加1%N、P/RC@Pb的模拟电池的循环寿命为1834次,而空白电池循环寿命为837次。在容量测试中,含量为1%的N、P/RC@Pb的电池容量为241.0 mAh,较空白电池(157.8 mAh)提升了53%。N、P/RC@Pb复合材料制备方法简单,价格低廉,改善了铅碳混合不均问题,有效抑制了碳上的析氢反应,在铅碳电池中具有潜在的应用前景。

高频局放带电指示器设计

文章首先分析高频局部放电(以下简称局放)的原理,其次探讨高频局放信号的特征和传播与衰减规律,最后阐述高频局放带电指示器的设计,包括总体架构设计、信号处理电路设计和信号处理算法与软件系统开发。所设计的高频局放带电指示器能够实现对设备带电状态的精准监测,可以快速响应设备带电状态的变化,为电力系统的安全监测和故障预警提供了有效手段。

改性碳添加剂提高储能用铅酸电池的循环性能

在新能源储能和运载设备系统中,电池经常在高倍率部分荷电状态(high-rate partial-state-of-charge,HRPSOC)下运行,即在部分荷电状态下进行大电流脉冲充放电。在HRPSOC条件下,铅酸电池的负极板表面极易产生PbSO_(4)的堆集,导致电池过早失效。有研究表明,在负极活性物质(NAMs)中添加碳材料,可以有效地抑制PbSO_(4)在负极表面的聚集,提高铅酸电池的HRPSOC性能。因此,采用十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)改性的多壁碳纳米管(MWCNTs)作为NAMs的碳添加剂,以提高铅酸电池的HRPSOC循环性能。通过重新设计负极活性物质的配方和优化工艺路线,通过微量的先进改性碳材料的添加,制备了一种新型储能用铅酸电池,实现铅酸电池的HRPSOC循环寿命的提高。

铅炭电池研发中存在的问题

论述了铅碳电池完整的制造过程,将含量为2%的碳黑添加到负极活性物质中,利用SEM、XRD、BET等分析手段对碳材料、化成后参照电池负极活性物质和铅碳电池负极活性物质进行了表征,对铅碳电池进行了容量性能测试、充电接受能力测试和循环寿命测试。研究发现铅碳电池的研发中存在诸多问题,本文总结了铅碳电池中存在的问题,并提出了相应的解决办法。

未来的汽车用铅酸蓄电池

燃料经济、生态、性能、安全和舒适等特性将促使许多新型电系统产生。因此,对汽车用蓄电池的要求也将显著提高,例如有关可靠性、浅循环寿命、充电接受和在部分充电状态下高倍率放电(HRPSOC)运行的要求。人们期望铅酸蓄电池技术继续在这种应用中起主要作用。与传统的起动—照明—点火(SLI)蓄电池相比,在改善性能和使用寿命两方面已经取得或即将取得显著的技术进步,开发设计出许多新型蓄电池。车内储能装置的系统集成化将变得越来越重要。超级电容器可延长铅酸电池的寿命,保护负极板免于高倍率放电和充电。蓄电池监测、蓄电池管理等系统会为更主动的蓄电池运行策略创造条件,同时改善供电系统的可靠性。在一只铅酸蓄电池无法单独满足不断提高的要求的情况下,双储能系统有可能提供车辆所需的功率。

脉冲大倍率放电条件下磷酸铁锂电池荷电状态估计

以磷酸铁锂电池为研究对象,针对电池在脉冲大倍率放电条件下,模型参数变化较大、荷电状态(SOC)难以准确估计的问题,以电池的二阶RC等效电路模型为基础,通过递推最小二乘算法动态辨识模型的参数,建立电池的时变参数模型。再通过时变参数模型建立电池的状态方程和观测方程,并应用二次方根容积卡尔曼算法实现电池的SOC估计。这种SOC估算方式能够适应模型的参数改变,且具有对初值误差的修正能力。经实验验证,在脉冲大倍率放电工况下,所建的时变参数模型可以准确模拟电池端电压的变化,所采用的SOC估算策略,在初值存在较大误差的条件下,依然能够准确估算出电池的SOC。

LiFe_(1-x)Ni_xPO_4复合正极材料的制备及性能研究

采用两步固相原位烧结掺杂法制备了一系列镍掺杂的锂离子电池正极材料LiFe1-xNixPO4(x=0、0.03、0.05、0.07、0.10、0.15)。Ni替代部分Fe,改变了LiFePO4的晶胞参数,细化了晶粒。充放电实验研究表明,低放电倍率(0.1C)时,LiFe0.95Ni0.05PO4的首次放电容量最大,为155mAh/g,较LiFePO4增加了22.8%;0.5C时,其容量为132mAh/g,较LiFePO4增加了14.7%;放电倍率增加为1C时,其容量也能达到122mAh/g,较LiFePO4增加了16.1%。适量掺杂Ni可提高LiFePO4的充放电比容量,改善其高倍率充放电性能。

国外混合动力车用VRLA电池的研发进展(1)

介绍了适用于混合动力车(HEV)的阀控式铅酸(VRLA)电池的国外研发情况。如Hawker两头双极柱卷绕式VRLA电池、Exide卷绕式VRLA电池、Exide和Fiamm的平板式VRLA电池、CSIRO超级电池和Effpower双极性VRLA电池等;还介绍了VRLA电池高倍率部分荷电态(HRPSoC)运行的原理和失效机理,提出了解决的途径。

车用铅炭电池活性炭的改性及寿命分析

采用的主要原料为柠檬酸(C_6H_8O_7)和[Pb(NO_3)_2],通过将柠檬酸铅[Pb(C_6H_8O_7)·H_2O]沉积在活性炭的表面,然后再将其进行热解处理即可得到改性活性炭,改性活性炭可减小析氢电流、增加析氧阻抗。与普通电池相比通过改性活性炭制备所得铅炭电池高倍率部分荷电态(HRPSoC)的循环寿命可延长42.1%,快速充电(1 h)接受能力可提高19.4%。

木素磺酸钠对铅酸电池负极性能的影响

研究了木素磺酸钠对铅酸电池负极容量和高倍率部分荷电状态(HRPSoC)下循环性能的影响。随着木素磺酸钠的含量从0.2%增加到0.6%,电池的初始容量从6.262 Ah增加到6.781 Ah,但HRPSoC时,负极的循环寿命由6 215次减少到4 202次。木素磺酸钠吸附在铅表面阻碍了充电过程,导致充电过程的极化增大。

炭材料在高倍率部分荷电态运行的铅酸蓄电池中的应用

用于混合动力电动汽车的蓄电池要求能在部分荷电状态下正常使用,且能完成短时快速充电。在这种使用条件下,传统的铅酸蓄电池会产生负板不可逆硫酸盐化现象,造成电池迅速失效。通过在负极板中添加一定数量的炭材料可以有效减缓电池失效的发生,从而使铅酸蓄电池在HEV应用领域可以得到应用。但炭材料是如何显著提高铅酸电池的性能成为了研究的焦点,本文旨在介绍近年来在此方面的一些研究工作进展。

不同炭材料对铅酸蓄电池性能的影响

在铅酸蓄电池的负极铅膏中分别添加一定量的5种不同的商业炭材料,对蓄电池的充放电性能及高倍率部分荷电状态下的循环性能进行了测试.利用比表面积(BET)、扫描电镜(SEM)测试对这5种炭材料的结构和形貌进行了表征.结果表明,不同种类的炭材料对铅酸蓄电池的作用效果不同.高比表面积、结构疏松多孔且含有大量微孔的多级孔炭材料可在基本不影响电池容量的情况下,大大提高铅酸蓄电池在高倍率部分荷电状态下的循环寿命.

碳对VRLA电池电性能的影响

向阀控式铅酸(VRLA)电池负极板中添加炭黑与石墨,并组装单板电池,研究碳材料对电池充电性能、容量及高倍率部分荷电态(HRPSoC)循环性能的影响。负极板中含适量的碳材料,可改善充电性能,提高容量,提高电池的HRPSoC循环性能。当负极板含1%炭黑或含3%石墨时,电池的HRPSoC循环寿命可达10 000次以上。

铅炭电池用活性炭的改性与应用

以硝酸铅[Pb(NO3)2]和柠檬酸(C6H8O7)为原料,在活性炭表面沉积柠檬酸铅[Pb(C6H6O7)·H2O],经过热解处理得到改性活性炭。改性活性炭的析氢阻抗增加,析氢电流减小。用该材料制备的铅炭电池与普通铅酸电池相比,1 h快速充电接受能力提高18.1%,高倍率部分荷电态(HRPSoC)循环寿命延长41.3%。

炭材料对超级电池性能的影响

选用自制炭黑电极和活性炭电极,与铅酸电池负极并联,制作成超级电池(2 V、0.4 Ah);进行充电接受能力、不同放电倍率、阻抗及循环寿命测试。超级电池的充电接受能力较好,以5 C放电时,炭黑超级电池的容量比普通铅酸电池提高62%;在高倍率部分荷电态下,炭黑超级电池的循环寿命比铅酸电池延长了49%。

碳材料对铅酸蓄电池负极板在高倍率部分荷电状态下性能的影响

铅酸蓄电池被普遍认为是最实用的电化学储能设备之一,目前在混合动力汽车领域被广泛应用。文章主要介绍了铅酸蓄电池负极板硫酸铅聚积的机理、碳材料在铅酸蓄电池负极板中的作用以及对铅酸蓄电池性能的影响,并在此基础上展望了铅酸蓄电池未来的发展方向和前景。

铅炭电池的研究进展

铅炭电池是一种在高倍率部分荷电状态下具有长寿命性能的新型铅酸蓄电池,其性能优势主要得益于添加到负极活性物质中的炭材料。综述了近几年来炭材料在铅酸蓄电池中的应用状况,并对炭材料的作用机制、结构性质及不良影响进行了讨论。

混合动力车用阀控式铅酸蓄电池负极碳添加剂的研究进展

介绍了混合动力车用阀控式铅酸蓄电池负极加碳的最新研发进展。加入较高含量碳材料对铅酸蓄电池性能有所改善,如增加导电性,使硫酸铅分布均匀,增加比表面积,降低极化,增大电容作用等,也指出了加入碳后一些不利的影响。

铅炭电池技术的研究

混合动力电车要求电池能够在高倍率部分荷电状态下有较好的循环性能,普通铅酸蓄电池不能满足这一要求,因此,铅炭电池技术应景而生。本文主要论述了铅炭电池技术的发展历程,不同种类的炭材料对电池性能的影响、面临的问题及解决办法。

木质素类型及添加量对AGM阀控式铅酸蓄电池负极性能的影响研究

木质素是负极最重要的有机膨胀剂之一。不同类型、不同添加量的木质素对负极低温高倍率放电性能、充电接受能力以及在部分荷电状态下的高倍率循环寿命有着显著性影响。本文以行业内三种主流的木质素作为研究对象,采用粒径分布测试、红外光谱测试等测试技术对木质素的理化性质进行了初步表征,并对不同类型、不同添加量木质素对负极活性物质利用率、-18℃低温高倍率放电性能以及部分荷电状态高倍率循环寿命的影响趋势进行了详细研究。