不同工况下功率型锂离子电池的热特性与仿真研究

本文针对功率型锂离子电池在使用过程中可能出现的热失控问题,以21700圆柱型锂离子电池为实验对象,采用混合功率脉冲特性(HPPC)测试方法,研究了不同条件下(温度、电流、荷电状态)内阻的变化趋势,并分别建立了基于温度、电流参数的Rint、Thevenin与双极化(DP)电路模型及电热耦合模型。借助Fluent仿真技术,进行了不同模型的验证,对比了不同放电倍率下模型仿真与实测温升的拟合精度。同时,实现了不同倍率下电池热行为的研究,为功率型锂离子电池的温度预测提供了一定的理论依据。

电动汽车用功率型锂离子电池的针刺安全特性研究

为揭示电动汽车用功率型锂离子电池的针刺安全特性,针对18650、21700功率型锂离子电池,通过搭建电池针刺特性试验平台,借助基于电池内、外电路电子流向的经典内短路模型,探究了不同荷电状态(SOC)、针刺速度、刺针直径以及电池尺寸等关联影响因子对电池针刺安全特性的影响。试验结果表明:荷电状态越高、针刺速度越快、刺针直径和电池尺寸越大时,电池针刺热失控的发生风险越高;当18650、21700功率型锂离子电池的荷电状态分别在40%、20%范围内时,电池具有较好的针刺安全性。

功率型锂离子电池电极力学特性研究

以功率型18650锂离子电池的电极为研究对象,借助拉伸测试方法,探究了不同应变率与荷电状态(state of charge,SOC)对电极力学行为的影响,并基于此建立了相应的电极力学本构模型。结果表明:电极均呈各向异性,且具有较强的应变率效应。正极的力学性能不会随SOC的变化而改变,软碳负极因在不同嵌锂深度下微观形变较小,未发生力学行为的变化,而石墨负极却因不同嵌锂深度下的膨胀而引起不同的力学现象。研究结果可为功率型锂离子电池的结构设计和安全防护提供参考。

零伏存储对钠离子电池衰退行为的性能影响

储能安全对推动国民经济有重要支撑作用,钠离子电池因钠资源丰富、低成本以及高安全性等优势成为目前储能技术的研究热点。重点介绍了零伏存储后钠离子电池的稳定性,并通过电化学性能分析、物化特性分析的方法探究了零伏存储时间对钠离子电池和锂离子电池的影响以及衰减机理的差异性。实验结果表明:零伏存储后的钠离子电池容量可恢复性较强,在零伏存储120 d后达到了98.66%,但钠离子电池的Rs增加显著,最大变化率达到4595.89%,并且正极活性物质结构也受到了一定程度的损伤,最终导致钠离子电池寿命衰减。相较于锂离子电池,钠离子电池具有较好的零伏稳定性。