不同环境温度下锂离子动力电池过充过放研究

针对锂离子动力电池,研究其在不同环境温度(-30、20和40℃)条件下的过充和过放试验。结果表明:在20和40℃环境温度下,过充均使电池壳体发生了膨胀,外壳鼓起,而且环境温度越高,电池过充试验越危险,即电池达到的最高温度越高,达到最高温度所需时间越短。与电池过充相比,在-30、20和40℃环境温度下,锂离子电池放电达到的最高温度相对较低,并且电池外壳基本没有变形。

锰酸锂动力电池高低温性能的研究

研究锰酸锂(LiMn2O4)动力电池在高低温(-20、40、65℃)条件下的充放电性能。结果表明:(1)在-20℃时,锰酸锂动力电池的极化严重,相应的电压变化也比较大,充放电效率降低,使得电池在低温环境下充放电容量均有大幅降低;(2)在40℃和65℃时,由于电解质的阻值和极化的增加,同时大量气体的产生使电极发生变化,导致了电池容量下降,性能降低;(3)低温和高温情况均加速了锰酸锂动力电池电极的极化,造成随着充放电循环次数的增加,充放电容量持续衰减;(4)在-20℃锰酸锂动力电池的恒流充电时间相对变短而恒压充电时间相对变长,与40℃和65℃时电池恒流充电的温升速率相比,锰酸锂动力电池在-20℃时恒流充电的温升速率最大。

国内外锂离子动力电池相关标准对比分析

由于锂离子电池具有比能量高、比功率大、循环性能好、工作范围宽等优点,近年来被大量应用于纯电动汽车和混合动力汽车中。总结了国内外锂离子动力电池近期的相关标准ISO 12405系列、IEC 62660系列、SAE J 2929、UL 2580、VDA 2007以及QC/T 743-2006,并对各标准的测试内容、测试范围、测试结果判定准则、暂存问题和展望等进行了归纳分析。

锰酸锂动力电池失效分析

针对商业化的锰酸锂(LiMn2O4)动力电池,研究其各种常见的失效模式(容量衰减、泄气或漏液、热失控和集流体腐蚀等)及失效原因。结果表明:温度是造成锰酸锂动力电池容量衰减、热失控、泄气或漏液的重要应力;集流体腐蚀行为主要受电解质盐的影响,其次受表面状况、溶剂、电解液中的杂质、温度等方面的影响。

不同温度下锰酸锂动力电池的撞击实验

将锰酸锂动力电池在不同温度(-30℃、20℃、40℃和65℃)下搁置后,快速进行重物撞击实验。实验所用锰酸锂动力电池的总体安全性较差;电池在撞击过程中,实验环境温度越高,电池的安全性越差;温升速率越快,越容易发生着火等热失控现象。未着火与着火试样的温升速率与最高温度分别呈线性和3次多项式的关系。

Q345钢断裂原因分析

对断裂的Q345钢试样进行了宏观断口观察、微观断口观察、能谱分析、金相显微观察及硬度测试等。分析结果表明载荷过大是该Q345钢试样断裂的主要原因,试样断口为等轴韧窝,韧窝深浅不同,并具有较多的球形粒子。球形粒子含有较高的Mn,Si,O等元素,很可能是一种氧化物,这种氧化物可能是由于加工制造过程中由空气中氧气进入所引起的。