钛酸锂电池恒功率及恒流测试特性比较

为了掌握钛酸锂电池在恒功率条件下的特性,促进钛酸锂电池在储能领域的应用和发展,分别以恒功率充放电模式、恒流充放电模式对钛酸锂电池进行了倍率及循环寿命测试,对两种测试方法下电池的容量、能量、内阻等特性进行了比较,并比较了电流-容量(安时)参数评价体系与功率-能量(瓦时)参数评价体系的不同。结果发现,相较于恒流模式,钛酸锂电池在恒功率模式下的放电容量、能量、效率等衰减较快,内阻随放电深度的增加增大较快;相较于电流-容量(安时)参数评价体系,功率-能量(瓦时)参数评价体系能更快、更明显地监测到电池性能的变化。     

锂离子电池在高脉冲工况下老化机理的分析与研究

随着性能的不断提高，锂离子电池也开始应用到高能器件上，通常要求电池频繁做大电流脉冲放电。然而当前学术界对电池老化的研究只关注循环充、放电工况或其他车用工况，对高脉冲工况缺少研究。本文旨在研究高脉冲工况下锂离子电池老化特性及规律。在循环工况实验过程中，通过电性能测试，即容量测试、混合脉冲功率特性测试和容量增量测试，分析锂离子电池的老化特征。结果表明，相对于1 C循环老化工况，高倍率脉冲放电工况下的电池容量衰减更快，至480周循环容量衰退率就达到21.8%。内阻增加同样表现得迅速，480周循环极化内阻与欧姆内阻增长率分别达到85.0%与141.3%,是1 C循环工况电池的数十倍。同样IC/DV曲线变化也更加明显。     

电动工具用高速充电型MH-Ni蓄电池的研制

研制了电动工具用SC3000型MH-Ni蓄电池,1C充放电,循环寿命在500次以上,并可实现18min充电。组合的电池组,可实现30min内充电,15A电流放电,循环100次容量未见衰减,208次容量为初始容量的89%。通过优选极片配方、改进制造工艺、优选隔膜及调整电解液组分来降低电池内压和内阻,有效地提高了电池在大电流充电下的充电效率和稳定性,确保了电池在快充下循环寿命不衰减。采用智能控制充电器,既能实现30min内充电,又能确保电池安全可靠。这样的电池满足了电动工具的要求,使用效果较好。     

高功率锂离子蓄电池制备与性能研究

以尖晶石锰酸锂为正极材料,制备了混合动力汽车(HEV)用8Ah高功率锂离子蓄电池,电池容量、质量及荷电保持性能一致性良好。性能测试结果表明:单体电池25.0C持续放电比功率达到1517W/kg;-30℃下1.0C放电容量是25℃下的90%;室温循环700周容量保持87%;电池在针刺、挤压和短路的情况下,不爆炸,不起火,具有较好的安全性;室温下电池循环过程中充放电效率接近100%,而高温下只有97%;高温下电池的充电容量和放电容量比室温下衰减快,而在充电过程中高温充电容量的变化比室温下复杂得多。     

锂二次电池的高温循环性能及其容量损失

研究了锂离子电池在常温和高温60℃时电池的循环性能和容量衰减原因.采用恒流-恒压(CC-CV)充放电制度对锂离子电池在不同温度下进行了300次的充放电循环测试,运用扫描电子显微镜法(SEM)和X射线衍射光谱法(XRD)测试手段对不同温度下循环300次后的锂离子电池电极材料的形貌和结构进行了表征,并运用充放电测试和交流阻抗技术对电池电化学性能进行了研究.结果表明,升高温度后锂离子电池表现出较高的初始容量,但电池的循环稳定性降低,容量衰减速率加快.充电过程中电极极化加剧是导致高温下电池容量迅速衰减的主要原因,而在高温条件下电荷传输电阻增加和由于大量气体的产生使电极发生形变,使放电容量进一步衰减.     

磷酸铁锂电池恒流和恒功率测试特性比较

与生产、试验过程中常用的恒流充放电方式不同,电池储能电站在电力系统中主要受恒功率充放电的指令调度。为了掌握储能电池在恒功率条件下的特性,建立相应的恒功率测试方法和标准,对66 Ah磷酸铁锂储能电池进行了不同倍率的恒流充放电和恒功率充放电测试,并对两种测试方法下电池的充放电曲线、容量、能量、效率等参数特性进行了比较。结果发现,恒流恒压充放电模式下,电池的倍率性能较好,1小时率放电容量保持率高达98.97%,充电能量表现出随倍率增大而增大的变化趋势;恒功率充放电模式下,电池由于不能完全充满电,倍率性能比较差,1小时率电池放电容量和放电能量分别为59.68 Ah和188.18 Wh,仅为10小时率条件下的91.38%和88.85%。此外,两种测试方式下的容量、能量均在3 h附近出现拐点,在该倍率下,可以用放电容量与工作电压的乘积来计算放电能量,误差均在0.3%以内。     

涂胶隔膜对锂离子电池性能的影响

以3 Ah软包装动力锂离子电池为研究对象,考察喷涂和辊涂水系涂胶(聚偏氟乙烯及其共聚物)隔膜对电池性能的影响。水系喷涂涂胶隔膜电池具有较低的分容内阻和脉冲充放电直流内阻(DCR)。以不低于2.00 C倍率在2.50～4.25 V充放电,与辊涂涂胶隔膜电池相比,喷涂涂胶隔膜电池的倍率充电恒流充入比高约1%,倍率放电容量比高约0.2%,-20℃放电容量与25℃的容量比低3%以上。25℃和45℃下循环1 000次,两种涂胶隔膜性能差异较小;在25℃循环超过1 000次,喷涂涂胶隔膜电池性能稍好,循环2 000次的容量保持率高约1.7%。     

大容量动力型锂离子电池的研制与生产

介绍了大容量动力型10Ah锂离子电池和高功率型7.5Ah锂离子电池的产品设计、技术指标确认、主要原材料的选择、制造工艺过程和性能检测情况。两种型号产品经美国安全检测实验室按照UL1642标准检测,符合标准要求并取得UL认证。动力型10Ah电池以0.5C电流进行充放电循环,在100%DOD的条件下,循环寿命500次时能达到额定容量的80%。在-40℃条件下,以0.2C电流放电至终止电压,放电容量可达额定容量的54%。高功率型7.5Ah电池能以26.6C(200A)电流放电18s。以1.5C电流进行充放电循环,在100%DOD的条件下,循环寿命在1200次时,仍能达到额定容量的80%。在-40℃条件下,以0.2C电流放电至终止电压,放电容量可达额定容量的86%。     

混合动力电动车用384 V/80 Ah MH-Ni动力电池系统

研制开发出混合动力电动车用80 Ah方型MH-Ni(氢镍)动力电池及其96 V/80 Ah、384 V/80 Ah高电压电池组系统;在-20～55℃宽温度范围条件下,电池可在SOC0.2～0.8范围内进行3～10 C的脉冲充放电,12 V电池模块比能量达61 Wh/kg,峰值比功率达到406 W/kg,电池28天荷电保持率达91%;电池1 C寿命正在测试中,目前已达500次无任何衰减.96 V或384 V高电压电池组大电流充放电特性、热管理、性能一致性状态及安全可靠性较好;384 V/80 Ah电池组及其管理系统完成城市客车工况150 h台架可靠性实验考核,并顺利进行在燃料电池/MH-Ni电池为混合动力的城市客车的装车运行实验,电池组性能状态良好.     

基于Matlab/Simulink全钒液流电池的建模研究

全钒液流电池(VRB)作为一种新型储能电池,具有功率密度和能量密度独立控制、充放电循环寿命长、放电深度大、维护简单等优点,既适合电力系统独立储能电站应用,也适合风电场平抑功率波动.通过对VRB工作原理的研究,以VRB电化学反应和能斯特方程为基础,基于Matlab/Simulink构建出完整的VRB模型;以额定功率为5.5 kW、额定容量为11 kWh的VRB为例,对VRB在恒电流充放电模式下的荷电状态及充放电特性进行了详细的仿真研究.     

动力电池循环寿命预测方法研究

以某锰酸锂锂离子动力电池为例,研究了利用性能退化数据进行动力电池寿命预测的方法.研究发现该电池容量基本符合幂函数的衰退轨迹,利用该衰退模型外推了电池伪失效寿命;对伪失效寿命的分布进行了研究,结果威布尔分布的拟合效果最好,基于威布尔寿命分布对该电池的可靠性进行了评估.分析了用于寿命预测的实际循环数据的多少对预测精度的影响.该寿命模型和可靠性评定方法具有较高的精度,解决了动力电池寿命评估周期长和成本高的问题.     

风力发电钛酸锂电池制备及电气性能实验分析

通过优化的工艺制备了一种方形12 Ah铝塑膜软包装的风力发电锂离子动力电池,所制备电池的正负极活性物质分别为LiNi1/3Co11/3Mn1/3O2、钛酸锂(Li4Ti5O12),隔膜为25μm厚的聚乙烯.对所制备的电池在1.4～2.8V的条件下进行充放电测试,当常温下以4.0C循环6 000次时电池容量的保持率高于97％,且并未出现胀气现象;当高温下以0.5 C放电时容量为常温下的109.1％,且脉冲放电比功率最高为2 236 W/kg,当对5只100％ SOC的电池串联后进行针刺测试时,并未出现起火爆炸等现象.     

氧化锌在镍氢动力电池中的应用

以氧化锌(ZnO)为添加剂,制备了加锌MLNi_(3.9)Co_(0.6)Mn_(0.3)Al_(0.3)贮氢合金电极。添加0.5%的ZnO制作的电池,初始开路电压为1.20 V;在1.0~1.6 V循环,0.2 C首次放电比容量达到291.7 mAh/g,第100次循环的容量保持率为95.88%,相比于空白MLNi_(3.9)Co_(0.6)Mn_(0.3)Al_(0.3)电极,分别提高了0.39 V、31.6 mAh/g和5.70%。用该电极制作的200 Ah镍氢动力电池,搁置电压大于1.20 V,在0.8~1.6 V循环,0.2 C首次放电容量达到200 Ah,而未加锌的合金电极制作的电池,第3次循环才达到额定容量。ZnO的加入不影响电池标准循环寿命、荷电保持和容量恢复能力。     

光伏电系统用胶体电池的开发

简述了太阳能光伏电系统用蓄电池的基本要求,比较了胶体电池和AGM电池的性能.胶体电池的内阻较大,更适合小电流放电;其小电流放电的低温性能良好,深放电循环寿命达420次,过放电后的电池容量达额定容量的90%以上.     

一种MH-Ni动力电池分选方法

研究了一种MH- Ni动力电池的低SOC、小电流脉冲放电分选方法.与大电流脉冲放电分选方法相比,大大降低了分选设备采购成本及生产成本,显著提高了生产效率.     

MH—Ni动力电池的日历寿命试验研究

通过对本公司生产的氢镍动力电池进行日历寿命测试,研究了测试过程中电池高度、放电功率和回馈功率、放电电阻及回馈电阻的变化规律,分析了氢镍动力电池日历寿命衰减的原因,并对使用过程中如何提高氢镍动力电池的日历寿命给出了意见。     

不同循环周期锂离子动力电池热失控特性分析

热失控作为锂离子电池的失效方式之一,对研究动力电池的热安全性具有至关重要的作用。以26 Ah软包型锂离子动力电池为研究对象,结合混合动力脉冲能力特性(HPPC)测试和交流阻抗测试两种方法,利用扩展加速量热仪(EV+ARC)来研究不同循环周期下动力电池的电化学行为和热失控行为,并进一步考察电池的热稳定性和安全性。结果表明,电池经过常温下1 000周循环后容量下降至83%,直流内阻随循环次数增加而增大。从热失控曲线来看,随着循环次数的增加,电池自产热温度呈现总体下降,说明不断循环老化的电池SEI膜热稳定性逐渐变差。交流阻抗谱显示,SEI膜与电解液的阻抗随着循环次数增加而增大,说明SEI膜与电解液结构和成分随着循环周期的变化是影响其热稳定性的关键因素。     

活性材料汽车动力锂电池制作工艺及性能

主要以聚乙烯为隔膜,锰酸锂(Li Mn2O4)、钛酸锂(Li4Ti5O12)为电池正负极的活性物质制备得到12 Ah软包装锂离子电池。通过选择合适的电解液配方及电极材料,并对制作工艺优化后制备可得实验电池。在1.6~2.8 V下对电池进行充放电实验发现,常温下以4.00 C循环5 000次时,电池的容量保持率仍大于96%;以0.50 C放电时,高温下其容量约为常温下的108.0%;最高脉冲放电比率为2 238 W/kg。     

一种新型的基于风速预测的风力发电系统

为了使风力发电系统的有功出力波动维持在规定的范围内,同时保证系统的蓄电池储能水平基本保持不变,使系统能有效地应对输入功率突然增加及输出功率急剧下降的紧急情况,在风速预测的基础上提出一种新型的风力发电系统蓄电池充放电控制策略。当预测的风力发电系统输入功率的波动超过规定的功率变化范围时,通过对蓄电池的充放电控制以减弱网侧功率的波动,并且使蓄电池的充放电能量在一个周期内基本平衡,从而保证系统预留一定容量的储能装置以接收大功率输入或补充严重不足的并网功率,有效地减少了风能损失、提高了系统的效率。仿真结果验证了所提控制策略的有效性和可靠性。