磷酸铁锂电池内置加热热失控研究

锂离子电池的热失控触发主要有针刺,过充,加热,在电池内部局部添加加热膜,模拟电池内部短路引发的热失控;本文探究不同加热功率对磷酸铁锂电池热失控的影响,四组实验电池泄压阀未开启,均由密封材料失效导致加热线引出位置泄压排气,可提高密封材料耐温性加热改善。加热功率93 W依次增加至115 W,160 W,230 W,加热至热失控的时间由106 min依次缩短至70 min,42 min,23.37 min,并且随着加热功率,加热速率的增加,可降低电池热失控的触发温度;电池热失控后的最高温度与加热速率、加热能量相关,加热速率越快,电池增加的额外能量小,电池热失控后的最高温度降低。此外,加热膜尺寸一致,增加加热功率,加热至热失控所需的时间并不呈现线性关系。对测试后的样品采用CT进行结构与形貌表征;最后通过仿真技术,得出115W加热壳体温度变化曲线与115 W内置加热壳体温度曲线吻合,说明电池热性能参数正确。

锂离子电池溯源管理标准法规分析及未来趋势

根据工业和信息化部的数据,2022年全国锂离子电池产量达750 GWh,同比增长超过130%,其中储能型锂离子电池产量突破100 GWh。在锂离子电池行业快速发展的背景下,如何确保锂离子电池在整个生命周期内可追溯,并在报废后实现资源多级利用以减少环境污染,是国家和整个行业需要考虑的重要问题。其中,锂离子电池的溯源管理是关键一环。目前,在《新能源汽车动力蓄电池回收利用溯源管理暂行规定》的推动下,动力锂离子电池的溯源管理体系已初步建立,但是消费型锂离子电池和储能型锂离子电池的管理尚缺乏统一的管理要求和平台。因此,需要逐步制定相应的标准法规和溯源管理系统,最终实现对所有类型锂离子电池的全生命周期管理。

基于不同工况下的锂离子电池可用容量预测模型

锂离子电池是诸多设备的主要动力能源,在不同工况下对锂离子电池可用容量的准确预测十分关键。针对目前Peukert方程只能应用于恒温恒流放电情况下可用容量预测的局限性,本工作提出了一种基于不同工况下的锂离子电池可用容量预测优化模型,通过改进Peukert方程并提供合理的系数生成方法,实现了在变温度和倍率条件下对可用容量的准确预测。并通过实验测试了锂电池在不同温度和放电速率下的放电性能,拟合了电池容量保持率与电池平均温度的曲线,使用Arrhenius方程进行分析,通过最小二乘法确定了方程中的参数,根据预测优化模型进行了各种放电情况下的计算,验证了所提出的等效容量方法可以准确预测电池的实际放电容量。最后,利用预测优化模型和实验验证了温度对电池容量的影响,得出当环境温度高于25℃时,电池容量对放电速率的影响较小;当环境温度低于25℃时,温度对电池容量有显著影响,呈现出先下降后随着放电速率增加而增加的趋势的结论,结果说明了电池的平均温度对其容量有较大影响,但高温对电池容量的影响较低温小,需引入温度补偿系数k来考虑平均温度对电池容量的影响。

锂离子电池负极材料——石墨烯复合材料的制备探讨

对锂离子电池电极材料进行了分类,介绍了用于锂离子电池负极材料的石墨烯复合材料的制备原理。介绍了两种石墨烯复合材料的制备方式,即二维Fe_(3)O_(4)/石墨烯复合材料和三维石墨烯网络Fe_(3)O_(4)/G复合材料的制备,并分析了其应用性能。与传统的负极材料相比,二维Fe_(3)O_(4)/石墨烯复合材料具有良好的抗极化性能和导电性能,电化学性能良好;与二维Fe_(3)O_(4)/石墨烯复合材料相比,三维石墨烯网络Fe_(3)O_(4)/G复合材料的比容量衰减缓慢,具有较好的循环稳定性,电化学性能更好,具有很大的应用潜力。

锂/亚硫酰氯电池盖组玻璃封接常见问题分析

本文主要针对锂/亚硫酰氯电池盖组玻璃封接常见的问题进行探讨。通过差示扫描量热法(DSC)、X射线衍射法(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和X射线能谱分析(EDS)等手段对玻璃的理化性能进行表征,对玻璃封接常见不良产生的原因进行了分析,并提出了改善建议。

电子纸产品用锂-二氧化锰电池性能研究

为了研究锂-二氧化锰电池作为电子纸产品电源解决方案的适用性,基于锂-二氧化锰电池的原理、性能开展分析,梳理了放电性能、自放电率性能、存储性能及安全性能的试验。试验结果表明,锂-二氧化锰电池具有工作温度范围广、能量密度高、放电平台高、自放电率低、存储时间长、储存期间无需任何维护及安全性能高特点,验证了该特点满足电子纸的应用。

锂电池厂房建设中防静电技术的应用研究

随着锂电池产业的迅猛发展,锂电池厂房建设中防静电技术日益引起关注。防静电技术在锂电池生产过程中的应用,可以有效降低静电引发的火灾和爆炸风险,提高生产安全性和产品质量。本文重点探究锂电池厂房建设中防静电技术的研究与应用,分析其重要性,以及常用的技术,并探讨其存在的问题,以便于提升厂房建设安全性和稳定性,同时也为其他相关理论研究人员提供一定的参考价值。

金属锂原电池技术进展与未来

近10年来中国锂原电池工艺技术取得了显著进步。在液态阴极锂电池制备技术方面,通过对多孔碳阴极的孔型与孔结构的有效控制,解决了多孔阴极制造过程中的结构不均匀性,实现了电池电化学性能的有效调控;同时开发了电压匹配的锂离子电池电容器,与锂原电池并联组合构成复合电源,有效解决了锂原电池因钝化造成的电压滞后难题,实现了高比能量和高比功率的完美结合;固态阴极锂电池技术方面,通过阴极材料改性、造粒等工艺,大幅提升了电池电化学性能和一致性;锂原电池制造水平也得到了大幅提升,基本实现了自动化和智能化制造。但是二次锂离子电池的发展也对锂原电池市场造成了一定的冲击,同时锂原电池的寿命预计方法及其可靠性,还需要进一步深入研究。

锂离子电池负极材料Ge^(4+)掺杂Li_4Ti_5O_(12)的制备及其电化学性能研究

以Ti(OC4H9)4、CH3COOLi.2H2O和GeO2为原料,采用溶胶-凝胶法合成了尖晶石型Li4Ti5-xGexO12(x=0、0.05、0.1、0.15)电极材料。通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、充放电测试、循环伏安(CV)以及交流阻抗对材料进行结构、形貌及电化学性能表征。研究结果表明,适量Ge4+掺杂不会改变Li4Ti5O12的尖晶石结构,但对其颗粒尺寸和形貌均产生影响。由于掺Ge4+后样品的颗粒尺寸减小,使得Ge4+掺杂Li4Ti5O12倍率性得到不同程度的提高。其中Li4Ti4.9Ge0.1O12显示出较好的倍率性和循环稳定性,0.2C下的首次放电容量为172.43 mAh/g,5C下循环100次后比容量为140.62 mAh/g,容量保持率为97.3%。

新型锂离子电池材料FeS_2/VGCF的合成与电性能研究

以草酸亚铁（FeC2042H20）、硫粉（s）、气相生长的碳纤维（VGCF）~原料，通过固相法合成了锂离子电池材料FeS2／VGCF。采用X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、循环伏安（Cv）和恒流充放电循环等方法对合成材料的结构、形貌以及电化学性能进行了表征。结果表明：合成的二硫化亚铁材料呈条块状。在1．0～2．6V（vsLi／Li’）电压范围内，以0．1c（1C=890mA／g）倍率进行恒电流充放电，FeS2与FeS2／VGCF的放电容量分别为692、872mAh／g，在0．5C倍率下，经过50、100、200次循环后纯FeS2的放电比容量分别为268、71、28mAh／g，而FeS2／VGCF的放电比容量可分别保持在469、417、254mAh／g，较之无VGCF修饰的FeS2材料表现出良好的倍率性能和循环性能。

锂电池术语(草案)

结合国内外历史尚和当前的用词习惯,本文对锂电池在研究和开发中常见的定义、术语、名词进行了归纳、整理,部份容易引起歧义的进行了解读。相关文件已提交中华人民共和国工业和信息化部电子行业信息标准中全国碱性蓄电池标准化技术委员会。本文为草案,非正式发布文本,标注部分将不会出现在正式发布的文件中,请以正式发布文本为准,本文仅供参考。

高比能量锂/硫原电池的研制

研制了高比能量锂/硫原电池,电池型号为14335。利用热处理法制得碳硫复合正极材料,锂片为负极,使用LiClO4/(PC+DME+DOL)为电解液,制备锂/硫原电池。通过XRD(X射线衍射),TG(热重分析),BET,TEM(透射电子显微镜),SEM(扫描电镜仪)观察碳硫复合物相结构与形貌特点,并在不同电流与不同温度条件下进行放电性能测试。结果表明,当电流大小为1.08 mA(电流密度为0.01 mA/cm2)时,在一定温度范围内,高温性能较低温时好。

锂离子电池铝壳腐蚀机理研究与防护分析

研究了方型铝壳锂离子电池的铝壳腐蚀机理,并归纳了铝壳抗腐蚀的防护方法。通过分析锂离子电池内部结构、铝壳腐蚀位置和腐蚀失效机理模型,扫描电子显微镜法(SEM)分析腐蚀表面形貌以及能量散射光谱(EDS)与电感耦合等离子体光谱分析法(ICP)分析元素,得出方型铝壳锂离子电池的铝壳腐蚀现象是化学腐蚀和电化学腐蚀两种协同并存的腐蚀反应结果;通过消除离子通道改善电池内部绝缘防护,可改善电池的铝壳内部腐蚀现象。这为方型铝壳锂离子电池结构设计、绝缘防护的设计提供重要参考方法。

废钴酸锂及磷酸铁锂正极材料联合浸出研究

针对废锂离子电池正极材料浸出方法试剂消耗量大的问题,利用废钴酸锂、磷酸铁锂正极材料在酸性条件下发生的氧化还原反应联合浸出钴、锂,从而大幅减少双氧水试剂的消耗。通过条件实验得到了优化的钴酸锂、磷酸铁锂联合浸出方案:反应温度为60℃,按铁钴摩尔比(Fe/Co)1.1∶1进行混料,硫酸、双氧水用量分别为反应当量1.05和1.1倍。反应完成后,钴、锂的浸出率分别为96.21%、96.65%,浸出液中钴、锂的浓度分别为64.41、17.23 g/L,铁、磷杂质含量降至0.02 g/L以内;通过成分分析结果可知,浸出渣主要成分为FePO4·2 H2O与碳粉的混合物,其中钴、锂的残留量降至0.2%(质量分数)以内。采用磷酸铁锂与钴酸锂进行联合浸出的方案与采用双氧水分别浸出两种材料的方案相比,每处理1 t混合料可节约815 kg双氧水(分析纯,质量分数30%),且可将钴、锂浸出率提升3%~5%。

锂离子动力电池包保温性能的优化设计

为了解决电动汽车冬季续航里程严重缩水的问题,进行了一系列保温优化设计。针对某款动力电池包,首先分析了其在低温下的“痛点”和散热路径,在不降低模型精度基础上,进行了内部保温和外部保温仿真设计和分析。以优化的内外保温相结合的方案为蓝本,进行了保温性能仿真验证。结果表明,保温工况下电池包的低温“痛点”主要集中在靠近端板的位置。在该部位采取加强隔热的措施,就能提升电池包最低温度,减小温差。

锂离子电池负极匀浆工艺研究

以石墨为活性材料,SP为导电剂,CMC和SBR为粘结剂制作锂离子电池负极浆料,并均匀涂覆在铜箔上制作成负极片。采用粘度、细度、极片剥离力、磨损率等方法研究负极浆料的均一性和极片的粘结性。结果表明,在传统匀浆工艺中,CMC并未将其作用发挥到极致,导致负极片在加工过程容易掉粉,通过优化的捏合匀浆工艺,能够改善浆料的分散效果,同时也有效地提升了电极的粘结性。结果表明,优化的捏合匀浆工艺,浆料细度<20μm,极片剥离强度达到9.87 N/m,极片磨损率0.61%。

智能电表中锂/亚硫酰氯电池寿命预测

锂亚硫酰氯电池作为一种高比能、长储存寿命、免维护电池,目前已经在智能电表及航天等领域得到了广泛应用,但电池在实际使用过程中的寿命评估尚属难题;本文旨在通过模拟电池在智能电表行业中应用场景,采用加速测试及半经验方法的建立电池的寿命预测模型,并以广东省的实际环境情况为例,采用该寿命模型计算电池在智能电表中的持续使用寿命为5.9年,符合智能电表行业规定的断电后电池累计工作时间不少于5年的要求,为预测智能电表行业中电池的使用寿命提供参考依据。

钴酸锂软包电池高温循环膨胀改善研究

钴酸锂软包电池在高温循环后一般都会出现厚度膨胀,在45℃下300次循环后膨胀率一般大约10%。针对45℃高温循环膨胀问题,采用不同类型的涂层隔膜,选择合适的压力化成参数,可以进一步优化降低电池循环膨胀率,同时电池保持较好的安全和电化学性能。采用双面油性涂胶的隔膜,在45℃下高温循环后电池厚度膨胀达到6.2%。

钴酸锂电池高温储存失效分析

以LiCoO2为正极,GC为负极制成锂离子电池,并对电池进行80℃高温储存。采用XRD、SEM、ICP-OES、XPS等方法研究电池高温储存容量衰减机理。结果表明,随着时间的延长,正极晶胞体积从96.09A^3(0day)逐渐增大至96.78?3(42days);负极晶胞体积从36.44A^3(0day)逐渐减小至35.29A^3(42days),层间距(d)逐渐减小;SEM形貌显示负极表面SEI膜高温储存后分解产生微裂纹,电解液透过极片表层继续与内层负极材料反应,导致钝化膜增厚;ICP结果显示负极Co含量从0.0168%(0day)增至0.5584%(42days)。另外,XPS结果表明,储存过程中Co向Co^4+转变,颗粒表面逐渐向LiCo2O4尖晶石结构转变。正、负极材料在高温储存过程中的这些变化可能是导致电池容量不可逆衰减的主要原因。

加热策略对磷酸铁锂电池低温放电的影响

磷酸铁锂电池具有安全性好和循环寿命长的优点,但在低温下,电性能差;本实验研究了低温-20℃环境中,在放电过程中采用不同的加热策略,对放电能量的影响,结果表明,随着放电倍率的增大,电芯的温升速率加快,放电能量提升;40 W功率加热不同时间,放电能量随时间增加而增加,减去加热膜消耗的能量,加热1 h净放电能量增加了11.26 Wh,加热2 h和3 h净放电能量没有提升。使用不同的加热功率测试,小功率长时间加热,对电池温度有良好的保温作用,可以提升内部化学反应速率和提高净放电能量,采用5 W功率加热8 h,净放电能量为707.52 Wh,提升了28.86 Wh。