串联电池组双目标混合均衡控制研究

针对新能源汽车动力锂电池组的不一致性问题,较多研究基于电池组不一致性的外部表现建立控制策略,如电压均衡、SOC(state of charge)均衡等。通过分析电池组产生不一致性的根本原因,结合电池内、外部影响因素的耦合关系,提出了基于老化率和SOC的双目标混合均衡控制方法,同时实现了老化和SOC的均衡。老化均衡实现了各单体电池在不同工况下的寿命衰减程度达到一致,使得电池的不一致性从根源上得到改善;SOC均衡进一步避免了不一致性的扩大,最大限度的发挥动力电池的性能。最后,以4个单体串联的电池组为例在Matlab/Simulink中搭建了均衡电路仿真模型,通过与单目标SOC均衡比较,验证了所提均衡方法的有效性。

串联电池组双准则双电压自适应均衡研究

串联电池组单体数量较多时,为了减小单体不一致性对串联电池组能量利用率和循环寿命的影响,提出一种基于电感储能的双准则双向主动均衡拓扑,通过设定两个均衡指标实现均衡路径和均衡阈值的动态调整,减小均衡过程对各单体的影响;在此拓扑基础上,提出一种双电压自适应均衡控制策略,将充电过程的均衡和放电过程的均衡合二为一,同时实现充/放电过程最高端电压的降低和最低端电压的升高。仿真及实验结果表明:所提均衡技术能够显著提高电池组均衡效率及均衡速度,改善串联电池组的一致性。

绿色荧光粉LaGaO3∶Tb3+,Sn4+的制备及发光性能研究

稀土掺杂LaGaO3荧光粉因具有优良的发光性能、高的显色性和稳定性等优点而适合应用于场发射显示和LED器件中,其中,LaGaO3∶Tb^3+发光强度和色纯度高于商用Y2SiO5∶Ce^3+荧光粉。通过共掺Sn^4+提高LaGaO3∶Tb^3+荧光粉的发光性能使其更好地应用在白光LED中;利用高温固相法制备一系列LaGaO3∶Tb^3+和LaGaO3∶Tb^3+,Sn^4+绿色荧光粉,并通过XRD和光致发光光谱分别对样品的晶体结构和发光性能进行表征。结果表明:掺杂Tb^3+和Sn^4+分别取代La^3+和Ga^3+进入到基质LaGaO3的晶体结构中,并未出现其他杂相,形成纯相的荧光粉。样品的激发光谱均由位于231,257和274 nm处的宽峰和位于300~500 nm锐利峰组成,其中,231和274 nm分别对应于Tb^3+的4f-5d自旋允许跃迁(LS,7F6→7DJ,ΔS=0)和自旋禁戒跃迁(7F6→9DJ,ΔS=1);257 nm归因于基质中GaO6基团自激活光学中心的跃迁;300~500 nm锐利峰归因于Tb^3+的f-f特征激发跃迁,如7F6→5H6,5H7,5L6,5L9,5L10,5G9和5D4。相对于LaGaO3∶Tb^3+,共掺Sn^4+主要提高Tb^3+的4f-4f特征激发跃迁强度,主激发峰由Tb^3+的f-d跃迁变为f-f跃迁。在380 nm光激发下,样品LaGaO3∶Tb^3+和LaGaO3∶Tb^3+,Sn^4+的发射光谱均由Tb^3+的特征跃迁5D4→7F6(487和493 nm),5D4→7F5(545 nm),5D4→7F4(584和589 nm)和5D4→7F3(622 nm)组成,其中,以5D4→7F5跃迁为主。样品LaGaO3∶Tb^3+和LaGaO3∶Tb^3+,Sn^4+的CIE色坐标分别位于绿色区域(0.2874,0.5459)和(0.2797,0.5761);荧光寿命分别为1.63和1.38 ms;色纯度分别为54.81%和62.67%。共掺Sn^4+不仅没有影响发射峰的位置,而且提高了发射强度(提高近一倍),改变样品的浓度猝灭机理,由双极子-双极子(d-d)相互作用转变为双极子-四极子(d-q)相互作用。LaGaO3∶Tb^3+和LaGaO3∶Tb^3+,Sn^4+中Tb^3+的最佳掺杂量分别为0.05和0.07;Sn^4+的最佳掺杂量为0.03,说明Sn^4+共掺提高Tb^3+的最佳掺杂量,有利于发光强度的提高。样品LaGaO3∶0.05Tb^3+和LaGaO3∶0.07Tb^3+,0.03Sn^4+的光视效能(LER)分别为464和485 lm·W-1;内量子效率分别为21.8%和39.2%。随着温度的升高,由于热猝灭,样品LaGaO3∶Tb^3+,Sn^4+的发光强度逐渐下降;但在140℃时,发光强度仍可保持70%以上;通过Arrhenian公式计算,热活化能ΔE为0.1690 eV,说明样品具有良好的稳定性。结果表明:LaGaO3∶Tb^3+,Sn^4+可作为绿色荧光粉实际应用于UV激发的白光LED器件中。

三元锂离子动力电池衰减机理

失效分析是通过剖析电池循环过程中复杂的物理和化学变化引起的失效现象,优化材料制备和电池制作工艺,提升电池性能的有效途径。通过对3.0~4.2 V电压范围1C循环1000周镍钴锰酸锂(NCM,LiNi 0.5 Co 0.2 Mn 0.3 O 2)三元锂离子动力电池拆解分析后发现,正极容量损失约为2.73%,负极容量损失约为2.4%。对比正负极片循环前后X射线衍射和场发射扫描电子显微镜分析发现,正极容量损失主要由正极颗粒破碎和结构转变引起的,负极衰减主要由循环过程中Li+持续脱嵌导致石墨层状结构损伤引起的。正极过渡金属阳离子溶解并沉积在负极,催化电解液/电极界面副反应,导致负极过度成膜,活性锂损失,影响电极过程动力学也是电池失效的原因之一。

海藻酸钠引导合成纳微复合结构ZnFe_2O_4及其在锂离子电池中的应用

使用海藻酸钠作为结构导向剂,通过溶剂热法原位合成了不同形貌的含碳ZnFe_2O_4锂离子电池负极材料.利用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)和拉曼(Raman)光谱等对复合材料的形貌和结构进行表征,通过恒电流充放电、循环伏安曲线(CV)和交流阻抗谱(EIS)等对复合材料的电化学性能进行了测试.结果表明,在不同形貌的复合材料中,具有类蒲公英状纳微复合结构的含碳ZnFe_2O_4的电化学性能最佳:在1000 mA/g的电流密度下循环100周后依然保持2100 mA·h/g的比容量.还探讨了海藻酸钠在材料形成和制作极片过程中的作用及其对电池性能的影响.

氮掺杂碳磷锂离子电池复合负极材料的制备及电化学性能

以商业化的活性碳作为碳基体,三聚氰胺作为氮源,采用沉积法合成了N掺杂的碳磷复合材料.材料的物性表征和电化学测试结果表明,磷纳米球形颗粒均匀分散在氮掺杂的活性碳上,有效增加了与电解液的接触面积,同时P—C键的存在能稳定材料的结构,当三聚氰胺的添加量为10%(质量分数)时,氮掺杂的碳磷复合材料在室温及0. 1C倍率首次充电比容量为2282. 2m A·h·g^-1,循环100次后充电比容量保持率为92. 5%,在5C倍率下首次充电比容量达到624. 6 mA·h·g^-1.该复合材料在-10℃,0.1C倍率下充电比容量为1128. 2 mA·h·g^-1,在55℃,0. 1C倍率下首次充电比容量达到2060. 5 mA·h·g^-1,表现出较好的电化学性能.

化成工艺对高镍三元锂离子电池的性能影响

高电压锂离子电池的生产,其化成方法非常关键,直接影响电池的容量发挥及循环寿命。以高镍三元材料进行18650型锂离子电池制作,通过预充电高温老化,采用限容化成的方法,有利于负极表面形成更为致密、稳定的SEI膜,可以有效减少高压下电解液的分解及锂的过多损耗,提高电池容量的一致性和电性能。

CTAB辅助水热合成高镍三元材料LiNi_(0.6)Co_(0.2)Mn_(0.2)O_(2)及其高低温性能研究

以醋酸盐为原料,以十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为分散剂,通过水热合成-高温烧结的方法制备高镍三元正极材料LiNi_(0.6)Co_(0.2)Mn_(0.2)O_(2).结果表明,适量分散剂CTAB的加入可有效调节材料的颗粒形貌尺寸,降低锂镍混排,改善材料的电化学性能.加入2%(质量分数)CTAB时,制备的电池材料具有完整有序的层状结构,且颗粒均匀分散,具有最佳的循环性能和高低温性能.该材料在室温及倍率1C下循环100次后,容量保持率为88.5%.在‒20,25和55℃条件下及倍率0.1C充放电时,首次放电比容量分别为60.3,168.5和207.2 mA·h/g.

钠离子电池负极硬碳材料的可视化分析

通过引文分析软件Hist Cite分析Web of Science数据库收录的有关钠离子电池负极硬碳材料的论文,可视化的分析了论文研究情况,包括论文的年份、国家、作者和出版杂志。最后生成论文之间相互引用关系图,分析了高影响力论文。

LaGaO3:Sm3+,Sn4+荧光粉的制备及发光性能研究

通过高温固相反应制备LaGaO3:Sm^3+,Sn^4+橙红色荧光粉,并借助XRD和光致发光光谱分别对样品的晶体结构和发光性能进行分析.结果表明:掺杂Sm^3+和Sn^4+并没有改变基质LaGaO3的晶体结构.共掺Sn^4+可以明显提高Sm^3+的4f-4f激发和发射强度,其主激峰和主发射峰分别为408nm和598nm.Sm^3+和Sn^4+在基质LaGaO3中的最佳掺杂量分别为0.02和0.015.Sm^3+离子之间的双极子-双极子相互作用是导致LaGaO3:Sm^3+,Sn^4+发光强度浓度淬灭的主要原因.相对于LaGaO3:Sm^3+,样品LaGaO3:Sm^3+,Sn^4+更适合作为橙红色发光材料(0.5343,0.4623)应用于UV-LED器件中.

PEO基聚合物-陶瓷复合固体电解质研究进展

全固态电池(ASSB)由于能量密度高、热稳定性好、安全可靠而受到广泛关注。固体电解质是其关键部件。聚环氧乙烷(PEO)基聚合物-陶瓷复合固体电解质(CSE)体系具有物美价廉、安全可靠的特点,研究颇为广泛,适用于高性能ASSB。总结了PEO基聚合物-陶瓷CSE的最新进展。从组分、电化学性能、无机陶瓷颗粒结构和离子导电机理进行了分析总结,介绍了PEO基聚合物-无机陶瓷CSE的设计方向、主要挑战和应用前景。

纤维状多孔钙锰氧化物制备及其氧还原反应电催化活性

首次以海藻酸钙纤维为载体制得层状–钙钛矿结构的Ca_2MnO_4钙锰氧化物(Ca-Mn-O),并以尖晶石结构的CaMn_3O_6为对比样,测试了样品作为电化学氧还原催化剂(ORR)的性能。通过XRD、FE-SEM、TEM和BET对材料进行表征,结果表明该层状-钙钛矿结构的氧化物具有内部相互交联的多孔网状结构和大的比表面积。电催化测试结果表明:Ca_2MnO_4氧化物具有明显的催化活性,高的极限扩散电流密度、接近四电子氧化还原以及在碱性溶液中较低产率的过氧化氢,说明这种廉价而丰富的ORR催化剂具有潜在的应用前景。Ca-Mn-O氧化物的催化活性(初始还原电位、极限电流密度以及电子转移数)很大程度依赖于表面Mn的氧化态和晶体结构。此外,大的比表面积和多孔网状结构,增多了氧还原反应的电催化活性位;高的氧空位浓度有利于氧还原反应的进行;合适的晶体结构具有开放的空间,有利于氧的吸附。

沉积法合成生物质碳磷锂离子负极材料及其高低温电化学性能

使用玉米杆芯作为碳源,通过沉积法原位合成生物质碳磷复合材料.利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和拉曼光谱(Raman)等对复合材料的形貌和结构进行表征,通过恒电流充放电、循环伏安(CV)和交流阻抗(EIS)等对复合材料的电化学性能进行了测试.结果表明,当碳/磷质量比为4.5∶5.5时,复合材料具有最佳的电化学性能:扣除非活性材料的贡献,室温下首次充电容量为1215.5 mA·h/g,循环100次后可以保持847.7 mA·h/g的比容量.该复合材料随着温度的升高充电比容量逐渐增加:-20℃时, 0.1C倍率下的充电比容量为425.6 mA·h/g;55℃时,首次充电比容量高达1812.3 mA·h/g.说明适量纳米磷均匀分布在无定形碳导电基体的孔结构中,可以使制备出的复合材料现出良好的电化学性能.

双功能仿生膜修饰改性Li_4Ti_5O_(12)负极材料

采用简单有效的自聚合方法在Li_4Ti_5O_(12)颗粒表面包覆兼具离子导电和电子导电双重功效的聚多巴胺(PDA)/导电碳黑Super P(SP)复合包覆层,获得了电化学性能优异的锂离子电池负极材料.利用X射线粉末衍射(XRD)、扫面电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、充放电循环曲线和循环伏安(CV)等方法对复合材料的形貌、结构以及电化学性能进行表征.结果表明,当PDA包覆层的厚度为10 nm、Super P的含量为3%(质量分数)时,得到的包覆材料展示了优异的电化学性能:0. 2C倍率下初始放电容量为175m A·h/g,循环150周后,可逆放电容量仍在160 m A·h/g以上.

电动汽车绝缘电阻在线监测系统设计

为了提高电动汽车高压动力系统的安全性,设计了一种基于INA2126芯片的不平衡电桥动态和静态绝缘电阻在线监测系统。通过对比传统电桥法,分析其在线计算方法,解决了电动汽车在复杂运行工况下绝缘监测精度低、耗时长和稳定性差等问题,实现了电动汽车工况下高压系统绝缘状态的实时在线监测,并通过实验验证了该系统的抗干扰能力和监测精度。

Ti掺杂对单晶LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2电化学性能的影响

采用高温固相法掺入Ti元素合成锂电池正极材料单晶LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2，运用x射线衍射仪和扫描电镜对正极材料晶体结构和微观形貌进行表征，对电性能进行评估，探讨离子掺杂对材料结构以及电化学性能的影响。结果表明：Ti元素可以很好地融入晶格中，未改变晶体的结构；同时，掺杂适量的．Ti元素，可有效提升材料的可逆容量和循环性能。

周期性银微纳结构对微晶玻璃Na3YSi3O9∶Tb3+发光强度的影响

通过熔融法制备微晶玻璃Na3YSi3O9∶Tb^3+,再利用自组装在其表面制备一种周期性微纳结构的银。通过X-射线衍射仪(XRD)确定微晶玻璃的物相并借助原子力显微镜(AFM)对微纳结构的银形貌进行观察。采用荧光光度仪测试样品的阴极射线发光性能并讨论其发光机理。结果表明:微晶玻璃Na3YSi3O9∶Tb^3+表面形成具有周期性凹凸结构的纳米银(周期400nm,高度30nm)。周期性微纳银的形成并未改变微晶玻璃Na3YSi3O9∶Tb^3+的发光位置,其中,主波长仍为547nm,对应于Tb^3+的^5D4→^7F5特征跃迁,但发光强度明显提高,增强因子可达8.6倍以上,这是由于阴极射线发光机理的改变造成的。随着电压和电流的增加,样品的增强因子逐渐增加,其中,电压对增强因子的影响明显大于电流的影响。

基于Web of Science数据库可视化分析碳化铁电催化剂

分析碳化铁材料在电催化领域中的论文,对发展碳化铁材料有重要作用。基于Web of Science数据库收录的碳化铁电催化剂论文,利用Hist Cite软件对这些论文进行可视化研究,包含出版物年份、作者和期刊等。生成论文相互引用图,分析了重点论文。

微孔过滤在锂电材料中的应用与研究

本文针对微孔过滤在锂电材料中应用与研究来进行分析,通过微孔过滤的原理和相关实验而分析锂电的应用,坚持以工艺条件来完善锂电的性能,以不同研究方案来实现过滤,为未来微孔过滤设备和后期的利用及其改革来实现合理的流程和应用措施。

电动汽车电池管理系统的设计分析

环境保护理念的增强为新能源汽车产生和大批量应用提供了良好的空间。作为新能源汽车当中的一种,电动汽车的电池十分重要。在本次研究当中主要分析了电动汽车电池管理系统的主要功能以及结构中的主要内容。