锂离子电池一致性筛选研究进展

锂离子电池因综合性能优良,近年来在移动储能和固定储能领域的应用发展迅速。当多个单体电池通过串并联组成电池模组时,不仅电池组的能量低于电池单体能量的加和,电池组的寿命也明显低于单体电池的水平。除了电池运行环境不均匀(如温度场)外,电池组内部电池单体之间微小的不一致性也是造成电池组性能快速衰减的主要原因。依据电池组的结构建立电池一致性的筛选方法和标准,是目前锂离子电池模组研究中亟待解决的关键技术。本文回顾了近年来国内外锂离子电池一致性筛选方法研究领域的进展,对锂离子电池一致性的内涵进行了剖析,并重点对串联筛选方法进行了评述。

锂离子电池集流体功能化改性研究进展

随着时代的发展,锂离子电池在应用市场上不断拓展。人们对电池的大功率充放电、高安全性以及较长使用寿命提出了更高的要求。集流体即锂离子电池中正负极所使用的箔材,自2010年以来,对集流体进行功能化涂层改性成为一种提高电池性能的有效途径。一些制造企业,如德国汉高集团(简称"德国汉高")、日本昭和电工株式会社(简称"日本昭和电工")、上海中兴派能能源科技有限公司(简称"上海中兴派能")

大尺寸三元锂离子动力电池过充电安全性研究

锂离子电池由于具有高电压、高容量、低自放电率、价格便宜、环境友好等优点，已经普遍应用在手机、笔记本电脑等3C电子市场，在电动汽车、储能电站、空间技术等方面也有着极为广泛的应用前景。然而近年来多起锂离子电池着火爆炸事件极大地影响了用户的信心。安全性问题将决定锂离子电池大规模应用的程度。

锂电池模组异常报警系统的研究

锂电池存在内电路引发的热失控安全隐患,在特定情况下有起火爆炸的风险。运用嵌入式技术、无线传感网络技术、物联网技术,实施对大型动力锂电池模组的温度与电压等参数进行联网实时监测,以期早期发现异常安全隐患并预警。

锂离子电池负极材料Li_4Ti_5O_(12)的研究进展

为满足电动汽车等大功率装置的电池需求,研制高能量密度和高功率的电池材料是锂离子电池的重要研究方向之一。钛酸锂比其他负极材料具有更高的安全性和更好的循环性能,是一种较为理想的动力型锂离子电池负极材料,但该材料存在电子电导率较低、大倍率性能不够理想的问题。综述了目前国内外对Li4Ti5O12材料的研究进展,并对其发展方向做出展望。

环三磷腈在锂离子电池中的应用研究现状

本文回顾了环三磷腈及其衍生物的合成,阐述了其在锂离子电池电解液、正负极材料等关键材料方面的应用研究进展,并进行了相应的展望。随着锂离子电池在高容量动力及储能领域中的广泛应用,电池的安全性问题日益凸显,材料安全性是电池安全性的基本保证。磷腈化合物由于其特殊的组成和结构,具有高效阻燃与电化学稳定性,在用于改善锂离子电池安全性方面受到越来越广泛的关注。在锂离子电池电解液添加剂和共溶剂的研究中发现,磷腈化合物不仅可以改善电解液的热稳定性和阻燃性能,还可以提高电池的充放电电压和循环稳定性;同时,也可以作为正负极材料的重要组分,改善电极材料的安全性。在锂离子电池安全性领域中具有较好的研究价值和实用意义。

锂-空气电池正极催化剂研究进展

具有超高比能量的锂-空气电池是近年来的研究热点,电解质和空气电极催化剂是锂-空气电池的重要研究内容。介绍了有机体系锂-空气电池空气电极催化剂的研究进展,分析了碳、贵金属、氧化物三类催化剂材料的特征及性能,进而提出了新型、高效、兼具催化氧还原/氧析出功能的纳米催化剂的发展方向。

压力对三元锂电池膨胀及充放电性能的影响

用三元锂电池制成的电池组必须用结构件进行封装,其封装的压力及在充放电过程中发生膨胀产生的压力都对电池性能有很大影响。通过对50 Ah软包装锂电池在恒压和恒变形两种状态进行了测试,实验结果显示:在0~5 000 N的恒压力下0.5 C充放电,单电池电压在3.0~4.2 V范围内,电池厚度最大膨胀量基本保持不变,为电池厚度的1.8%左右;电池容量随着压力的增加有所降低;在0~5 000 N压力范围内保持变形不变下进行0.5 C充放电,电池充放电过程承受的压力相对初始压力的变化量为40%左右,电池容量随初始压力增加有所降低。

加速量热仪在锂离子电池热测试中的应用

利用绝热加速量热仪提供绝热环境,研究了三元软包锂离子动力电池在不同倍率充放电时的发热行为。锂离子电池内部的总热量由可逆的熵变热和不可逆的焦耳热组成。进一步研究结果表明,电池发热量的大小主要由充放电倍率决定：低倍率充放电时电池发热量较小,0.2 C倍率时电池温度上升7.16℃,熵变热有明显的体现;高倍率充放电时焦耳热占主导地位,熵变热几乎可以忽略,1 C倍率时电池温度上升25.63℃。同一倍率下放电过程发热量大于充电过程,放电过程中电池荷电状态为0~10%时,直流内阻突然增大,此处电池发热功率最大。该研究对锂离子电池热管理的散热设计有一定的参考价值。

电动车用锂离子蓄电池模块安全性之内短路

电池短路是指由于某种原因，致使电池的正负极在电阻非常小的情况下相互连接的非正常通路。这种通路产生的热和过强的电能释放会导致电池寿命严重受损。发生在电池内部和电池外部的短路被称为内短路和外短路。在动力锂离子蓄电池中，内短路是造成电池安全性亟需被解决的问题。由于内短路有多种类型，每种类型对电池安全性的影响都不同，

密闭舱段片状聚合物锂离子电池组温度场分析

水下航行器密闭电池舱段中聚合物锂离子电池工作时所产生的热量极难散出,这会导致聚合物锂离子电池组温度升高,进而影响其性能和安全性。本文针对水下航行器密闭舱段对聚合物锂离子电池建立数学模型,利用Ansys软件对电池组、1/2电池组、50及20块电池所组成的电池组进行温度场分析。通过分析结果可知,片状聚合物锂离子电池叠加在一起时,热量主要沿侧面散出,两端面对电池组温度影响较小,在对电池组进行温度场分析时,正负极极耳不能忽略。

电动车用锂离子蓄电池模块安全性之热失控

热失控分为启动、加速、失控3个阶段。电池模块内部一旦有单电池发生热失控的故障，目前阶段最有效的解决方法是迅速冷却整个模块以阻止热失控在电池之间的传播。在现阶段，实用化的可应用于电动车的聚合物锂离子蓄电池和传统的液态锂离子蓄电池在安全性能方面没有实质的区别。

电动车用锂离子蓄电池模块的安全性问题

动力锂离子电池具有能量密度高和非水体系与生俱来的安全性差等特点，使得其安全性能和抗各种滥用条件的能力成为制约其发展应用的关键阻力。电动车用电池模块对安全性能有着极其苛刻的要求，本文的目标是为发展出既能够延长电动车行驶里程，又能够为解决电动车的安全问题电池模块提出研发方向。提高电池的安全性能不可能通过单一方法实现，必须从多方面着手，多管齐下，各学科各专业共同努力。

电动车用锂离子蓄电池模块安全性之正负极材料

为了提高在电动汽车（包括纯电动汽车和插电式油电混合动力汽车）中使用的锂离子蓄电池模块的安全性能和能量密度，从而发展出能够延长电动车单次充放电的行驶里程和解决电动车安全问题的电池模块，美国能源部委托国家新能源实验室的丹尼尔·道体博士（Dr．Daniel H Doughty）发表了名为《电动车用蓄电池模块安全路线图指导》（Vehicle Battery Safety Roadnhap Guidance）的报告书。

叠片式锂离子电池能量的影响因素

从理论上探讨了极片单元数量、正极涂布量、单片正极的单面面积对电池比能量、能量密度的影响。电池比能量、能量密度随极片单元数量、正极涂布量、单片正极的单面面积等因素单调递增。采用正交设计研究了上述三因素对电池比能量、能量密度影响的显著性。正极涂布量对电池比能量影响最显著,单片正极的单面面积对电池能量密度影响最显著。

第31届全国化学与物理电源学术年会评述——锂离子电池及关键材料

第31届全国化学与物理电源学术年会于2015年10月16—18日在天津市举行。主要针对本次会议关于锂离子电池及其关键材料方面的研究结果及进展进行评述,以期推动锂离子电池的研究及产业化。

质量比能量型锂离子电池型号设计——电池质量公式

提出了一种质量比能量型锂离子电池型号设计思路,推导出了以正极片数量和正极片长宽比为自变量的电池质量公式,并对公式的正确性和准确性进行了验证,通过实例阐述了电池质量公式的应用方法和实际意义。研究结果表明,电池质量公式在定义域内存在最小值点,可以通过求解电池质量公式的最小值为高质量比能量电池型号设计提供理论依据。

PFPN用于多功能电解液添加剂:耐高电压和阻燃性能研究

高电压钴酸锂(LCO)正极材料是消费锂离子电池重要研究方向。其优势是使电池具有高的能量密度,能进一步延长电子设备的待机时间,但循环寿命和电池安全面临严峻挑战,亟需材料和电解液改性以提高LCO在高电位下的稳定性和电池安全性。本文研究了乙氧基五氟环磷腈(PFPN)作为多功能电解液添加剂对LCO在高电位下循环性能的影响,并进一步考察其电解液的阻燃特性。研究发现,电解液中添加5wt%的PFPN能显著提高LCO的高压循环稳定性,在4.5V(vs.Li/Li~+)下循环100次,容量保持率达到92%,而空白电解液为84%;此外,电解液添加PFPN后具有良好的阻燃效果,能有效提高LCO电池的安全性。结果表明PFPN是一种具有潜在应用价值的高电压和高安全的电解液添加剂。

从波音787电池事故分析大型动力电池组的安全性

日本航空公司的JA829J次航班的蓄电池燃烧事故,是一起典型的由内短路引发的锂离子蓄电池热失控在电池模块内部的单体电池之间相互传递从而导致连锁反应的安全事故。本文通过对这起热失控引发的安全事故进行案例分析来揭示热失控的典型特征以及关键性的影响因素,针对这起事故暴露出的问题提出改善大型锂离子动力蓄电池模块安全性的相关建议。

尖晶石结构NiCo_2O_4材料在超级电容器中的应用进展

尖晶石结构Ni Co2O4材料以其优异的电化学性能,成为具有很好应用前景的超级电容器电极材料,近年来受到广泛关注。本文主要对Ni Co2O4材料在超级电容器中的研究应用现状进行了详细的综述,重点介绍了Ni Co2O4材料的结构、制备方法和改性方法,并且对其未来研究方向和应用前景进行了展望。