MH-Ni电池安全性能的研究

AA型MH-Ni电池在充电过程中电池内压及电池外壁温度随充入电量的增加会经历较低水平、迅速增高和进入平台三个阶段的变化,而且充电倍率越大,电池内压及外壁温度的平台越高,实验数据表明1 C5以下的过充电不影响电池的安全性。做MH-Ni电池短路实验,并对电池内部气体进行定性与定量分析,找出电池爆炸的原因为电池短路后产生大量的热,致使电池内部温度和气压上升,造成负极贮氢合金粉在高温高压环境下析出H2、隔膜炭化放出气体、电池内部短路放热等一系列连锁反应,导致电池内压剧增。电池爆炸时的最大压力一般达到5.5 MPa左右,最高温度一般达到190～200 ℃。     

电动汽车用MH-Ni电池的研制

报道了电动汽车用MH Ni电池的研制。通过优化设计单体及组合电池结构 ,优选正负极原材料及配方 ,提高了电池质量比能量 ,使之达到 63Wh/kg ;在改进正极配方的基础上优选电池化成制度 ,采用闭口化成的方法 ,提高电池倍率放电性能 ;3C率放电达到额定容量的 80 .95 % ,同时提高了电池的高温充电效率 ;电池在 45℃下以 0 .2C充电 ,标准放电达到额定容量的 80 % ;另外 ,通过优选电液、隔膜及对生产工艺的改进 ,提高了电池的高温性能 ,延长了电池寿命。将电池装车进行实效运行实验 ,一次充电行驶里程为 2 5 7km。     

密封MH-Ni电池快速充电控制方法的研究

D型MH Ni电池以 1C电流充电 ,测量电池电压和温度 ,计算不同充入容量下的充电接受率。结果表明充入容量为电池实际容量 10 5 %～ 110 %时充电接受率最大 ,采用电池表面温度变化率dθ/dt=2℃ /2min控制电池充电终止 ,可使电池 1C充电时充入容量控制在此范围。此方法优于用 -ΔV和温度控制MH Ni电池充电终止的方法。     

提高MH/Ni电池大电流充电性能

本文研制了一种用于降低MH/Ni电池充电内压升高的氧还原催化剂,推测了MH/Ni电池大电流充电内压过高的产生机制,并通过控制充电条件和选择合适的隔膜,使MH/Ni电池大电流充电内压低于0.7Mpa。     

AA型密封MH-Ni电池的充电过程研究

系统地研究了AA型密封MH-Ni电池在充电过程中,电池的端电压、电池内压及电池外壁温度随充入电量的变化规律.结果表明:在充电过程中,电池的端电压出现极大值,并随充电电流的增大而趋明显.电池内压开始变化缓慢,充电后期迅速增大;同时伴随有热效应发生,电池外壁温度也因之而迅速升高.可利用充电电压极大值后下降10mV,即ΔE=-10mV来判定充电的终点.这样,电池的充电效率可达到85%以上,电池的内压不会高于0.5MPa,电池的外壁温升只有20℃左右.     

锂离子电池过充电行为研究

从充电倍率、负极材料的种类以及正负极材料的电容量匹配等方面,研究了锂离子电池的过充电行为.结果表明:当以低倍率(0.1C和0.5C)过充电时,电池仍可维持密封完好状态;当电池以高倍率(如1C)过充电时,电池的气阀被冲开,内部电芯的温度高达182℃,比电池壳表面的温度高出80℃.在相同电容量匹配的情况下,负极材料的种类对电池过充电的影响很小;正极过量越多,电池的电压平台越长,电压曲线也越不平滑,电池壳表面达到的最高温度也越高;正极量的变化比负极量的变化对锂离子电池过充电行为的影响更大.     

充电制度对MH/Ni电池性能的影响

AA型MH/Ni电池用 1C充电 6 3min的充电制度与传统的 1C充电 72min的充电制度相比 :在环境温度 15～ 2 5℃条件下 ,电池的循环寿命提高接近 1倍 ,电池的 1 2V以上放电容量提高了 4%左右。因此对于MH/Ni电池的最佳充电制度建议为 :1C充电 6 3～ 6 6min ,充电末期电池表面温度随时间的变化率控制为dQ /dt=1 5～ 2℃ /min。     

粘结剂对锂离子蓄电池性能的影响

对比研究了水性粘结剂和PVDF粘结剂对锂离子蓄电池性能的影响。对使用两种不同粘结剂电池的化成厚度、内阻、循环性能、电压平台以及耐恒流过充电性能等进行了测试分析。实验表明,采用水性粘结剂的电池充电膨胀厚度和充电态内阻较小、耐3C5A倍率恒流过充电性能好;以PVDF为粘结剂的电池循环性能和3.6V电压平台率较好,第300周循环容量保持率为91%、3.6V电压平台率为85%。     

国外蓄电池文献摘要

芝铆铅酸蓄电池,‘’Chloride Group Ltd。多英国 专利(申请)GB Zo7zgo3A,235。pt。 1981, 本文叙述了密封铅酸蓄电池,特别是适用于矿工安全帽用的密封铅酸蓄电池。该电池由铅锑合金正极板(含砷、锡和硒),铅钙合金负极板和玻漓纤维隔板组成。该隔板具有吸墨水纸型结构,电液吸附性大于100%,电解液量不能使隔板的所有孔隙充分饱和。 Pp.565一5助。 本文报告了用不同合金制造的蓄电池的循环和过充电试验情况,同时也对恒流和恒压再充电对上述蓄电池的影响进行比较。再充电/过充电方法对用不同合金制造的蓄电池的性能有相当大的影响。所研究…     

快速充电型Cd-Ni电池的研究

介绍了采用烧结式镍正极与拉浆式镉负极匹配制备快速充电型Cd Ni电池的研究。通过对镉负极的改进和选择低电阻高透气率隔膜 ,提高了镉负极吸氧能力 ,降低了电池内阻 ,大大改善了电池的大电流过充能力 ,使半烧结式SC型Cd Ni电池 ,即使采用 1C充电 1 .75h ,电池也不鼓底、不泄气 ,最高充电电压控制在 1 .6 0V以下 ,同时电池还具有良好的大电流放电能力和循环寿命性能 ,其 1 0C放电 3min时的放电电压大于 1 .0 7V ,采用 1C充电1 .5h ,1 0C放电至 0 .8V的循环寿命性能明显优于常规Cd Ni电池。批量生产结果表明 ,改进的快充型Cd Ni电池重复性及稳定性均好 ,适合于大规模生产。     

温度对LiFePO4锂离子动力电池的影响

磷酸铁锂(LiFePO4)锂离子电池的性能受环境温度的影响较大,在环境温度低于0℃时,电池的内阻迅速增加,比能量和比功率迅速下降,电动汽车的起动性能受到影响.为了使电池组能正常运行,需要采取保温措施.由于LiFePO4锂离子电池的内阻较高,电池组运行时温度升高,为保证安全运行,要提供冷却系统.     

移动通信设备氢镍电池的制备及性能研究

采用烧结镍为正极,添加氧化亚钴和羰基镍粉的储氢材料为负极,聚乙烯(PE)/聚丙烯(PP)的复合物为隔膜,制备得到通信设备用富液式QNG90方形氢镍电池,对所得电池充放电时的温度变化及电化学性能进行测试,并与贫液式QNF90方形氢镍电池进行比较。当富液式电池以0.2 C充电6 h,温升为5.0℃;以1.0 C放电,温升为9.5℃。20℃下对电池进行倍率放电与低温放电测试结果表明,当富液式电池以10.0 C放电至0.8 V的放电容量为室温0.2 C放电容量的73.4%,-40℃下以0.2 C放电时容量为常温0.2 C放电容量的75.2%,50℃下满容量电池以1.436 V恒压浮充50 h,未出现热失控和电流失控,0.2 C充放电的循环次数超过1 100次。     

塑料壳GNFC20镉镍方形密封碱性蓄电池的研制

在塑料壳ＧＮＦＣ２０镉镍方形密封碱性蓄电池的设计上,要解决三个技术问题,即较小的内阻,较低的充电内压和稳定合理的安全阀排气压力。通过增大负极面积、控制正负极荷电状态和电液量,较好地解决了充电时氧气的迅速复合问题,使电池充电平衡内压达到０．０４５ ＭＰａ;通过提高极板剩余孔率、选择合适的负正极容量比,并控制装配紧度,使电池超高倍率放电性能和６ Ｃ５Ａ放电０．５ ｓ时的负载电压达到指标要求;通过安全阀结构设计及工艺控制,使其具有稳定的排气压力,该压力高于电池正常充电之平衡内压,又小于塑料外壳承受压力,从而保证了电池安全可靠地工作     

VRLA电池的AGM隔板和氧传输(1)

VRLA电池实现了内部氧循环,电池可以密闭.充电时,正极产生的氧能通过具有良好传输性能的AGM隔板到达负极,与活性物质发生反应,被还原成水,这过程被称为氧再化合作用或密闭氧循环过程.这个反应过程,要求AGM隔板有良好的孔隙结构和高的孔隙率;AGM隔板的孔隙与负极活性物质的孔隙应当互相匹配;AGM隔板要有良好的耐酸性和弹性等.氧在AGM隔板中的传输速度不但与隔板的孔结构有关,还与隔板中电解液的饱和度有关.电解液的饱和度高时,氧的传输速度低;电解液的饱和度在60%左右时,氧的传输接近在气相中扩散的情况.在AGM隔板中添加适量憎水合成的玻璃纤维,可以增加隔板强度和电池的注酸量.     

电动汽车用电池组的热性能

结合电池成组在电动汽车(EV)上的应用,研究锂离子电池特性与温度的关系、电池组的传热及散热方式。以LP2770134为单体电池,由6个11串5并模组、2个7串5并模组和2个8串5并模组构成100 Ah电池组,在不同放电倍率、不同环境温度下对电池组进行热仿真和实测。在同样的放电倍率下,环境温度升高,电池组温升加大;环境温度升高时单体电池的温度差异增大,部分单体电池温度超过了使用温度(环境温度为40℃时,单体最高温度达到51.5℃)。     

隔膜热处理对锂离子电池性能的影响

研究了隔膜热处理对锂离子电池电性能和安全性能的影响。随着热处理温度的升高,隔膜的收缩率增大。在90℃下热处理30min,对隔膜边缘的影响较小,可满足极组对齐度的要求,同时隔膜的孔隙率下降、穿刺强度提高。隔膜热处理会使电池容量分布均匀,自放电降低。隔膜热处理可改善电池的过充安全性能,并延长内短路的失效时间,提高散热效率,提高安全性能。     

影响MH-Ni电池自放电因素的探讨

探讨了电池中的气氛、ＭＨ电极、隔膜材料、贮氢合金生产工艺和氢化物分解压对ＭＨ－Ｎｉ电池自放电的影响。试验发现隔膜材料对ＭＨ－Ｎｉ电池的自放电影响最大,选用丙烯酸改性的ＰＰ隔膜材料可抑制ＭＨ－Ｎｉ电池的自放电速率。其次是贮氢合金粉的生产工艺,热处理合金粉能提高ＭＨ－Ｎｉ电池的荷电保留,而非热处理合金中Ｍｎ和Ａｌ在高温下溶解于电解液中导致ＭＨ－Ｎｉ电池放电容量不可逆损失。ＭＨ－Ｎｉ电池中的气氛对电池自放电影响较小。在１０１３．２Ｐａ～１０１３２Ｐａ范围内ＭＨ－Ｎｉ电池自放电不受氢化物分解压的影响。贮氢合金中镧含量的提高可改善ＭＨ－Ｎｉ电池荷电保留。负极中添加钴化合物能增加ＭＨ－Ｎｉ电池自放电速率     

40Ah直封方型MH/Ni电池的研制

报导了直接封口化成的 40Ah方型密封MH /Ni电池的研制情况。针对降低电池内压这一关键技术要求 ,提出了适当降低负极填充密度、控制电解液量和采用促进氧气复合与氢气吸收的电极结构等措施。该电池经过 2 0 0次充放电循环后 ,0 .2C充电 6h时的最高内压为 0 .5MPa ,容量衰减小于 4%。     

圆柱型锂离子电池三维分层热耦合模型研究

圆柱型锂离子电池的电芯由电池单元卷绕形成,其中电池单元由浸润在电解液中的正负极片、隔膜以及正负极耳组成。三维平均体积模型难以分析电池内部复杂的电化学系统,对此,针对实物的三维结构建立了考虑瞬态温度变化与电化学反应间相互影响的三维分层模型。通过实验验证了模型的准确性,基于模型结果详细分析了在不同放电倍率下电池内部电流密度和极化电压等电化学特征、焦耳热及反应热的产热速率和电池内部温度分布。研究结果有助于后续电池温度一致性及热管理技术的研究。     

充油压力补偿式锌银蓄电池

充油压力补偿式锌银蓄电池因其特殊的结构形式多用于深海潜水器等特殊领域。论述了这种锌银蓄电池的耐压结构设计、气液分离方式以及高压环境对电池性能的影响。通过以上研究可以确保电池在7000m水下(71MPa压力)环境中工作时安全可靠。