会议精华共享——2011《汽车与配件》-平安证券新能源汽车研讨会系列报告(二) 电动车用动力蓄电池的技术发展研究

谭立斌先生先后从事半导体磁头、计算机和锂离子蓄电池行业。十余年锂离子蓄电池从业经验，先后主持锂离子蓄电池技术开发、项目管理和业务拓展工作。对锂离子蓄电池技术应用和市场发展趋势有较深的理解。现任东莞新能源科技有限公司（ATL）全球业务高级总监。

基于物联网技术的消防安全管理创新实践

为了实现对企业火灾自动报警系统、消防供水设施、消防联动感应系统和日常管理工作的实时监控,创新性采用了一套基于物联网技术的消防监视软件系统。将企业供水设施水压、水温、启闭状态以及消防系统故障、火灾报警等讯息转换为智能手机可以识别的信息;此外,还采用近距离无线感应技术实现防火巡查信息的传输,最终通过智能识别卡(SIM)网络传输至消防监视系统平台。通过云平台传送至远端处理器进行解译处理,解译出报警系统的信号类型和内容,并实时推送至智能手机。实践应用效果表明:火灾自动报警系统、消防供水设施、防火巡查感应系统和日常管理工作可得到100%实时监控,隐患和故障能得到及时消除和恢复,可保证消防系统设施处于长期有效的状态。

锂离子电池用粘接剂

随着新能源产业的兴起,特别是混合动力和纯电动汽车的兴起,市场对锂离子电池的能量密度、安全性、成本等方面提出了更高的要求,锂电池产业也面临前所未有的挑战。如何开发出安全性高,价格低廉,能量密度高的锂离子电池是未来一段时期急需解决的重大课题。粘接剂作为锂离子电池电极制造中不可缺少的组成部分,在电极中占有较小的比例,但不同种类的粘接剂与锂离子电池电化学性能有非常密切的关系。硅作为一种储量非常丰富,理论比容量很高的负极材料,很有希望成为下一代锂离子电池的电极材料。主要阐述了当前国内外学者在锂离子电池粘接剂方面的研究成果,重点介绍了硅基负极材料用粘接剂,总结了不同类型粘接剂对锂离子电化学性能的影响以及粘接机理,对未来锂离子电池用粘接剂的发展方向做了展望。

锂离子电池正极材料LiMn_2O_4高温性能的应用研究

为了改善锰酸锂的高温循环性能,在锰酸锂材料中经过颗粒度调整、表面修饰、Al元素体相掺杂后得到改性后的材料。通过X射线衍射(XRD)、BET比表面积分析、激光粒径分析、SEM-EDS等方法对材料的结构、比表面积、粒度、形貌等进行了分析与表征。材料形貌的不平整度得到改善,BET降低,晶格常数缩小,结构稳定性得到改善。改性后的材料的高温性能得到了明显改善。同时,在电解液中加入LiBOB能进一步提高锰酸锂材料的高温性能。

分散剂在钛酸锂制浆工艺中的应用

分析了KD-1分散剂在纳米级钛酸锂（Li4Ti5O12）负极材料制浆中的可行性。用循环伏安、充放电等测试研究了KD-1的电化学稳定性，研究了添加量及添加方式对浆料稳定性和流变性能的影响。KD-1可改善Li4Ti5O12浆料的稳定性及流变性能，添加量为0．1％～0．5％时，极片的电化学性能稳定。在加入粘结剂PVDF前将KD-1添加到NMP中，效果较好。

锂离子电池用电解铜箔的断裂研究

为了研究锂电池使用中铜箔断裂问题,使用扫描电镜(SEM)对锂电池用电解铜箔因为拉断和循环后断裂的断面做分析,运用断裂理论、位错理论做分析,判断断裂类型和力。结果发现因为石墨膨胀造成铜箔拉裂的为脆性断裂,且有滑移带。

采用前驱体混合烧结法制备的LiCoO_2的电化学性能

采用前驱体混合烧结法制备60%LiCoO2-40%Li Ni0.5Mn0.3Co0.2O2(摩尔分数)复合材料,采用X射线衍射(XRD)和场发射扫描电镜(FESEM)对试样的显微组织和形貌进行表征,采用差热分析(TG-DSC)和过充试验测试该材料的安全性能。结果表明:与物理混合材料相比,复合材料具有很好的层状结构。混合烧结法通过前驱体的烧结使两种材料晶粒产生了融合,而产生晶粒融合的材料既保持了LiCoO2的高体积能量密度(容量为156 m A·h/g、压实密度为4.0 g/cm3),还改善了材料的导电能力和安全性能。使用该材料制成的1.6 A·h聚合物全电池,不但可以通过1C/12 V过充测试,而且具有优良的循环性能。该复合材料在常温和45℃下循环500次,容量保持率仍在85%以上。

LiFePO_4/Cl石墨锂离子电池的高温循环性能

采用透射电子显微镜(TEM)、电化学阻抗谱(EIS)和电感耦合等离子发射光谱(ICP-OES)研究了水基及油基磷酸铁锂(LiFePO4)/Cl石墨体系锂离子电池的高温(60℃)1C循环性能。与油基极片对称电池相比,水基极片对称电池EIS的实部相当,但扩散系数小;EIS及全电池监测的结果表明:负极片没有明显的变化,水基正极片的极化逐渐增强。随着循环次数的增加,Fe3+的溶出量呈线性增加的趋势;在高温下进行1C循环,当容量保持率相同时,两种正极片Fe3+的溶出量并无差别,水基LiFePO4/C电极片的极化增强,直接导致电池的高温1C循环衰减变快。

超级电容器对电池脉冲放电有益作用的研究

电动机启动时会产生很大的电流,但是时间很短。电池有时不能满足电机启动时的电流需求,因此会造成电机不能顺利启动。超级电容器(EDLC)具有很高的比能量,可以解决此问题。研究了电池与超级电容器并联应用时,电流在两个部件中的分配,及电机启动初期并联系统中电池电压降情况。结果表明,超级电容器对于电池在大功率脉冲放电时具有良好的辅助作用。

锂离子电池用水基印刷导电油墨的制备

制备了锂离子动力电池用印刷导电油墨。产物的耐擦洗次数为20～50次,润湿角对水为120°～130°,对N-甲基吡咯烷酮为150°～165°,体积电阻率为0.01～0.50Ω.cm。导电油墨的吸液性能好,能将集流体的Warburg阻抗降低至约1/3 000,提高电池的电化学性能。

导电剂对锂离子电池低温性能的影响

采用恒流充放电法和交流阻抗法研究了阳极中添加不同的导电剂对锂离子电池低温性能的影响。运用SEM观察了添加不同导电剂对阳极极片表面形貌的影响。结果表明,和单一导电添加剂相比,复合导电添加剂使锂离子电池负极的电荷传导能力提高,整个充放电过程中的电荷转移电阻减小,使电池的低温性能得到明显改善。

添加剂FEC对锂离子电池性能的影响

采用恒流充放电法和循环伏安法研究了FEC对PC基电解液与石墨负极(改性人造石墨(MAG)和LiCoO2正极体系相容性的影响,使用DSC-TG法分析了FEC对LiCoO2的热稳定性影响。初步探讨了FEC对PC基电解质与MAG相容性的影响机理。GC/MS结果表明,FEC的添加使MAG电极表面形成一层稳定的固体电解液相界面(SEI)膜,抑制了PC共嵌,并使循环性能得到改善。DSC结果分析表明,FEC使LiCoO2在电解液中的热稳定性降低,但优于EC基电解液。

高温法回收锂电池正极材料研究

利用高温处理工艺回收锂电池厂生产环节产生的废弃正极材料,对处理气氛、回收料堆放状态、回收温度以及回收物料的电化学性能进行了研究和优化,在空气气氛,处理温度380～600℃,堆积厚度小于5 mm的条件下处理30～50 min得到了可以直接以活性材料为目的的新型回收工艺,具有较好的经济效益。

锂离子电池用电解铜箔的择优取向

使用X射线衍射光谱法(XRD),扫描电子显微镜法(SEM)对锂电池用电解铜箔微观结构做分析,对来料、冷压、充放电循环后的变化,分析择优取向,计算内应力。

锂离子电池工序中锂镍钴锰的结构变化

用XRD微观分析锂电池的镍钴锰作用,比较来料、冷压、充放电循环工序的材料变化,分析择优取向和层间距。发现随工序的推进,材料的层状结构越来越明显,而阳离子的有序度降低,微晶尺寸减少,会消耗更多的电解液和生成SEI膜,导致阻抗增加。

锂离子电池工序中石墨结构变化的研究

使用X射线衍射光谱法(XRD)对锂电池用石墨微观结构进行分析,测量来料、冷压、充放电循环后的数据,对比发现随工序推进,石墨继续保持2H结构;但是在{002}方向比例明显增加有织构现象;石墨层间距增加;石墨逐步向无序转化。这些结构变化和电池的循环特征表现相吻合。

动力锂电池组充电管理电路设计

在动力锂电池组的运用过程中有一个必须解决的问题就是一致性问题。本文通过分析单体锂电池的重要特征,并对均衡充电理论进行了简要的分析和比较,从而对动力锂电池组充电管理电路进行了具体设计,实践证明该设计方案能够取得良好的效果,有效的延长动力锂电池组的使用寿命,提高其工作性能,对其充电的一致性进行了有效的改善。

磷酸铁锂锂离子蓄电池的发展和应用

ATL电池产品销量居全球排名前列,70%产品出口,日前已开发出用于新能源汽车的大容量、长寿命的磷酸铁锂锂离子蓄电池。

锂离子电池低温放电负极材料及其电性能研究

用填充及表面包覆方法对多孔的天然石墨(NG)进行改性处理,制备了致密、高硬度的石墨材料,并对其电性能进行了研究。此种处理方式增大了扩散系数,从而提高低温放电容量。分析表明,改性后的石墨材料具有非常好的电池低温放电性能。-20℃放电容量保持率可达到70%以上,而常规的天然石墨低温放电保持率仅有43%。此种低温放电的锂离子电池负极材料,将拓展锂离子电池的应用范围,有着显著的潜在经济效益。

锂离子电池合金负极材料的应用研究

合金材料是目前锂电行业研究较热的一款高能量密度的负极材料。但由于循环过程中极片体积膨胀及循环性能差等问题未得到广泛应用。主要是针对硅碳合金材料的应用进行研究,从工艺方面进行调整优化来改善合金材料在锂离子电池中存在的问题。