针对硬件在环的电池模型研究

硬件在环可以有效地减少电池管理系统(BMS)的开发时间,方便地对BMS进行测试,减少控制不当产生的风险。而针对BMS控制设计的电池模型需要对每一节单体电池进行模拟,这样会严重增加计算负担,而硬件在环系统需要保证快速运行,这就使电池模型设计非常困难。使用全新的方法来对电池模型进行设计,在保证模型具有所有功能的情况下,显著地提高了模型的运行速度。     

螺旋蜗壳激发美国科学家灵感 锂电池有望迎来更持久的续航

<正>科学家们一直在努力提升锂离子电池的性能。美国马里兰大学的研究人员在向蜗牛"取经"之后,发现可以用同样的方法来化解人们在处理纳米级材料时所面临的固有障碍。如果将这一发现与正极材料的制作有效结合,则有望制备出更轻而续航更持久的电池。在处理大小介于1到100纳米之间的材料时,物体的化学性质会与宏观尺度上的有些不同(有时甚至不可预测),而这部分归咎于纳米级材料在"表面积"上的指数级增长。就电池技术而言,与传     

锂—硫电池有望替代锂离子电池

近期新型锂—硫电池研究取得重大进展。研究人员应用纳米技术对锂—硫电池技术进行重大改进,使用碳纳米微粒构成多子孔电极,使其吸附硫的能力大大增强,电池达到最高的性能。据悉,该项目由德国慕尼黑大学和加拿大滑铁卢大学的研究人员联合研发,他们表示该项目未来有望替代目前的锂离子电池。     

电池单体参数不一致对电池模组性能影响研究

由电池单体串并联组成的电池模组是电池系统的有机组成单元,研究不同拓扑模组性能受单体参数不一致性的影响,对实现电池储能系统的规模化具有重要意义。以6节单体为例,通过不同的串并联组合成多种不同拓扑电池模组;基于电池Rint等值电路模型,分析了电池模组内单体不一致原因,建立了不同拓扑模组的等效模型;通过求偏导法,分析了单体内阻的不一致性对模组等效内阻的影响;通过正交实验法,研究了单体内阻、容量和端电压的不一致性对不同拓扑模组等效容量的影响;同时通过正交实验法,分析了单体电压和内阻的不一致性对不同拓扑模组等效端电压的影响。结果表明:"先并后串"型和"先串后并"型模组的等效性能参数受单体参数不一致性影响的差异性明显,且具有一定规律性,可为电池分选与成组提供参考。     

动力电池串并联结构重组的均衡充电方法

动力电池一般是将单体电池相互串联进行充电,由于工艺误差,导致各单体充电不均衡,从而影响电池的性能和使用寿命。为此,提出了一种串并联结构重组的均衡充电方法。充电开始时,采集各单体的端电压,将端电压最大和最小的单体进行并联,再将剩余单体中端电压最大和最小的电池进行并联,依此类推,将所有的并联组合进行串联;在充电过程中,实时采集各单体端电压并控制重组模块和外围开关管,动态地将电池组按上述方式进行串并联,从而实现电池的低损耗快速均衡充电。仿真实验结果表明所提方法能够使电池实现均衡充电,并且能将电池电压极差减小到1 mV以下。     

新闻

正美国锂空气电池研究取得新进展锂空气电池被认为是比锂离子电池更安全、能量密度更高和续航时间更长的电池,它的开发已经持续了数十年,但因为性能不够稳定而无法投入实用。美国能源部橡树岭国家实验室的研究人员正在试验一种名为LLZO的深红色陶瓷材料,目的是加快锂空气电池的实用化。橡树岭国家实验室研究人员马成(音译)说,传统锂离子电池已经达到极限,要进一步推动电池技术的发展,就需要采用一种全新的化学原理。"我们必须采用一种完全不同的技术,这就是锂空气电池。"马成指出,锂空气电池更适合应用     

美国SLAC采用同步光源技术研究锂电池相变换过程

正电池材料的性能在很大程度上取决于电化学反应过程中材料结构的演变和化学变化。因此,解决空间依赖反应通道的问题可以启发对机理的认识,并能促成可充电电池材料的合理设计。该研究中,研究人员通过光谱和三维成像考察了锂离子电池负极材料(即氧化镍纳米片)在多种荷电状态下的相演变全景图。研究人员还重建了三维锂化/脱锂的正面,并发现,在完全浸入电解液的情况下,相转化可以从材料相同板上     

18650型锂离子动力电池热特性研究

针对电动汽车用锂离子动力电池热特性,以3.2 Ah锂离子动力电池为研究对象,建立了锂离子动力电池的热模型。分别对锂离子单体电池在不同放电倍率、不同环境温度下的热特性进行了仿真和实验。结果表明,锂离子电池温升呈现非线性特征,在放电末期温升速率明显增大;锂离子电池的温升和温升速率随着放电倍率的增大而增大;仿真温度和实验温度变化趋势基本一致,说明所建立的数学模型能够较准确地描述锂离子单体电池放电过程热行为。进行锂离子单体电池热特性仿真和分析,可以为热管理系统设计提供依据。     

固定型VRLA电池再充电特性的研究

研究了固定型VRLA电池在不同充电条件下的再充电特性。结果表明:在均衡充电条件下,电池的放电容量可以100%恢复,电池的再充电特性极好;在浮充充电条件下,单体电池的再充电特性符合标准要求。因为均衡充电有利于提高电池的均匀一致性,所以在实际应用中,应定期对电池组进行均衡充电,避免电池自放电造成硫酸铅逐步积累,产生劣化单体电池。     

美国普渡大学研发出一种新型锂离子电池负极

<正>普渡大学研发了一种新型锂离子电池负极,并已证明通过用网状氧化锡纳米粒子替换传统石墨电极,充电时间就可能从数小时减少到几十分钟。电池具有两个电极,负极和正极,目前大多数锂离子电池的负极都是由石墨构成的。普渡大学化学工程系的副教授Vilas Pol说:"石墨的最大理论存储比容量是很有限的,为372 mA h/g,严重阻碍了电池技术的进步。"研究人员对"互连多孔"氧化锡负极进行了实验研究,该负极比容量是石墨理论充电比容量的近两倍。研究人员证明,     

新型超大容量电池问世

<正>近日,来自美国麻省理工和中国清华大学的科研人员研发出了一种新型的电池,它可以在6min内完成一次充电。据了解,现在市面上所用的锂电池,其电极在每一次充电时,就会在粒子扩张和收缩时出现锂损失,很容易缩短电池寿命,而这种新型电池采用了纳米粒子电极,正极是一种蛋形结构,"蛋壳"是二氧化钛,"蛋黄"是铝。当铝从二氧化钛蛋壳中分离时,空隙允许其扩张和收缩,这样外壳就不会受到影响,从而大大增加了电池的寿命。     

纳米Y2O3添加剂对MH—Ni电池性能的影响

介绍了通过在MH—Ni电池正极配方中添加纳米Y2O3改善电池高温充电性能的试验研究;在正极中分别添加0．5％wt、1％wt和1．5％wt的纳米Y2O3,考察了电池的高温充电性能。结果表明,添加0．5％wt纳米Y2O3可以明显提高电池的高温充电效率,对电池放电容量、输出功率和内阻影响不大。     

太阳能电池中纳米TiO2多孔膜的制备

纳米TiO2多孔膜具有非常大的比表面积，其表面上吸附大量的染料分子进行敏化以后可以有效地吸收太阳光，并将其转化为电能。本介绍了染料敏化的纳米TiO2太阳能电池的基本结构和工作原理，以及染料敏化的纳米TiO2多孔膜的制备及研究现状。     

锂离子储能电池放电热行为仿真与实验研究

研究了单体锂离子储能电池三维电化学-热耦合模型建模技术,开展了不同放电条件下的电池温升曲线数值仿真和实验测试。实验测定电池各主要组成材料的导热系数、比热等热物性参数,锂电池电芯叠层简化为导热系数各向异性整体结构,建立包含电芯、外壳、正负极柱等主要部件的单体电池三维几何模型;Bernardi模型描述锂离子单体电池生热率,考虑锂电池内阻随荷电状态变化,生热率作为源项加入计算模型,瞬态分析方法得到了放电历程中锂电池温度场分布,并开展了温升曲线实验测试。研究结果表明:锂电池温升呈现非线性特征,在放电末期温升加速明显;外壳材料对锂电池散热具有一定程度的影响;建立的热模型能够较准确地描述锂离子单体电池放电过程热行为。     

COF固体离子导体有望成为下一代电池原料

<正>韩国蔚山国家科学技术研究院(UNIST)的研究人员演示了1种新型无溶剂单锂离子导电共价有机骨架。在研究过程中,研究小组展示"固体离子导体"的新概念,可以有选择性地使锂离子通过离子通道。由于它们是固体,而且能够有效地传输锂离子,有望成为下一代电池的原料,如高压电池或锂金属电池。目前,锂离子电池所使用的是高度易燃液体电解质,非常容易发生火灾或爆炸。作为替代方案,固体电解质正在开发中,但它的离子传导率低于液体电解质。特别是在提升电池性能方面,很多固体电解质存在局限性,因为离子的迁移路径曲折而复杂。对此利     

新闻

<正>法国研究人员开发出18650规格的钠离子电池新款18650钠离子电池,借助了钠离子转移(而不是锂离子)来存储和释放电能。研究人员解释说:"今日披露的钠离子电池,受到了锂离子技术的直接启发"。换言之,与锂离子电池中的锂离子一样,在充放电的过程中,钠离子也会通过液体,从一个电极转移到另一个电极。在电池的使用周期中,我们同样无需对材料加以修改。     

CeO2改性阴极扩散层对DMFC性能的影响

在常规的阴极扩散层中引入CeO2纳米粒子,通过扫描电镜(SEM)、接触角测试等表征了该扩散层的形貌、元素组成、亲水/疏水性。采用CeO2掺杂的扩散层组装了直接甲醇燃料电池(DMFC)单体电池并进行了性能测试,结果表明,与传统的阴极扩散层相比,该单体电池以2倍化学计量比空气进料,150 mA/cm2电流密度下,放电电压提高了24%。电池极化分析结果表明,该电池性能的改善可能是在低化学计量比空气进料条件下CeO2纳米粒子改善了氧的传质行为。     

锂电池组单体电压检测系统设计

提出了一种基于"飞电容"技术测量串联锂离子电池组中单体电池电压的检测系统。该电路由MOSFET输出光电耦合器、差分运算放大器及AD采样电路组成。文中提供了15节串联电池组单体电池电压测量电路,高压开关采用的是AQS225R2S,差分运算放大器采用的是OP4177,AD采样由MSP430F169完成。首先在multisim11.0软件基础上进行了仿真,然后给出了15节串联锂离子电池组单体电压测量电路的实验结果,并进行分析。实验结果表明,此种方法具有对锂离子电池组影响小、精度高及体积小等优点,并且可以为电池组的均衡和SOC估算提供基础,可以应用在电动汽车和锂电池储能系统等领域。     

叠层电池结构与工艺

在全面研究和生产应用的基础上,本文介绍了新的叠层电池结构和工艺。对新的单体电池制作方法,单体电池底部的胶封和电池组的密封以及12V电池的短路电流问题进行详细地介绍和讨论。     

触发位置对锂离子电池模组热扩散特性的影响

针对锂离子电池热扩散问题,以18650三元锂离子电池为研究对象,搭建了模组的热扩散模型,研究了模组中不同位置单体触发热失控后对整个模组热扩散的影响.基于锂离子电池热失控反应机理和热传导机理建立了单体电池在绝热条件下的热失控模型,并通过设计相应试验验证模型的准确性,仿真结果与试验结果吻合较好.以单体电池热失控模型为基础,搭建模组热扩散模型,研究了模组中不同位置单体触发热失控对模组热扩散的影响.结果表明:中心位置单体触发热失控,热失控行为呈放射状向周围扩散,且每次都是两个单体电池一起发生热失控,在40 s左右,模组一侧的电池全部达到热失控触发温度;边缘位置单体触发热失控,热失控行为依次向周围扩散,且每次只有一个单体发生热失控,大约50 s的时间,模组一侧的电池全部达到热失控触发温度.最后,基于热扩散模型研究了不同隔热材料对模组热扩散速率延缓的作用.