动力锂离子电池运输安全性探讨

国内外制定了严格的锂电池运输规则,但未从根本上解决动力锂离子电池运输安全性问题,且存在较多漏洞,造成极大的动力锂离子电池运输需求与运输安全的矛盾。分析动力锂离子电池运输规则与标准,结合动力锂离子电池的特性,阐述运输过程中高能量密度动力锂离子电池引发事故后导致损失大、低成本运输包装防护不到位、操作隔离困难、一致性评价欠缺和高电压危害被忽视等风险。提出在运输实践中发现问题,通过动力锂离子电池全生命周期内各方共同参与,尤其设计阶段应更多考虑运输安全问题,且各方共同承担安全责任来解决这些问题。     

锂离子电池使用过程中失效原因的分析

总结在电性能、安全性能和机械性能测试过程中各类锂离子电池的失效原因:电芯存在性能缺陷、电池组组装工艺不良和电池组内部管理系统的误动作.撂究锂离子电池产品在使用过程中,存在的大电流充电、抗外部撞击、耐外部振动和冲击性能不良的问题.     

车用锂离子电池模块振动测试分析

车用锂离子电池模块按照QC／T743及SAEJ2380两个标准进行振动，本文分析了不同振动标准对电池模块振动性能的评价。从电池模块结构、放电容量、交流内阻和振动过程中电芯的温度变化多角度分析振动对车用锂离子电池模块性能的影响。经过振动测试，车用锂离子电池模块的结构完好，振动前后交流内阻和放电容量保持稳定。在振动过程中，电池模块放电容量降低至初始放电容量的80％左右。从振动放电容量角度看，SAEJ2380标准要求的振动等级略高于QC／T743标准。     

基于振动信号的锂离子电池故障诊断方法

为实现对锂离子电池过充及外部短路故障的诊断,提出一种基于改进变分模态分解(VMD)-多尺度熵(MSE)的锂离子电池振动信号特征提取方法.通过改进VMD对振动信号进行分解,对所得固有模态分量求多尺度熵值,提取锂离子电池在不同工况下的振动特征,最后基于此特征进行K均值聚类,完成对过充和外部短路故障的故障识别.经对比实验验证,该方法能有效提取锂离子电池振动信号特征量,正确识别锂离子电池的过充及外部短路故障,且准确率更优.     

锂离子电池热失效机理和致爆时间研究综述

随着锂离子电池的不断推广,锂离子电池的安全性越来越受到关注。由于工作条件以及工作环境等的原因,锂离子电池可能工作在一些极端条件如高温、低温下;或者未按规定使用电池,使其工作在过充、过放、短路、冲击等极端条件下,这些可能导致电池发生意外如着火或者爆炸等。从导致锂离子电池爆炸的原因着手,分类综述研究了锂离子电池致爆机理和爆炸时间。     

锂离子电池温度试验中漏液问题的分析

对部分锂离子电池产品进行了航空运输条件检测,其中有两批电池在温度循环试验中发生漏液.研究这两批锂离子电池的结构,发现电池在试验中发生漏液的原因主要是制造工艺存在问题.实验结果表明,部分锂离子电池在安全性能方面存在问题.     

通信设备用锂电池电极材料与振动的关系

研究振动对手持通信设备锂离子电池性能的影响以及振动对电池使用寿命的影响。电极材料与集流体的结合力在进行电池振动测试后会下降,造成电池的电阻阻值增大,容量减小。放电深度保持在30%左右时,电池的放电结束电压在振动后会有所降低,在循环不断进行的过程中,放电结束电压下降得比较迅速。     

增强锂离子电池安全性的电解液添加剂

电解液作为锂离子电池的一个重要组成部分对电池性能影响很大。有机电解液添加剂是近年来锂离子电池研究中的一个热点。综述了锂离子电池有机电解液中过充电保护添加剂、改善电池安全性的添加剂的作用机理、特点以及它们在锂离子电池有机电解液中的应用研究现状;同时对它们的优缺点进行了评述。     

部分锂离子电池的安全问题

对3家笔记本电脑用锂离子电池厂家的8种产品进行检测,结果表明:8种锂离子电池在进行20℃放电容量测试(IEC-61960-2003)后,有5种不合格;6种锂离子电池在重物撞击测试(UL1642-2005)后,有3种不合格.说明一些市售笔记本电脑的锂离子电池仍存在着一定的安全隐患,部分锂离子电池的安全性能需进一步提高.     

电动自行车用锂离子电池的机械振动研究

研究了机械振动对电动自行车用锂离子电池的机械和电性能影响。对振动测试后的电池进行失效分析,发现电池故障主要表现为壳体承受应力不够、无输出电压和内部连接断裂。此外,模拟振动放电实验的结果表明,振动对容量的影响比较小。     

动力用锂离子电池热仿真分析

应用CFD-ACE 软件,通过建立模型求解的仿真手段,对15Ah动力用锂离子电池在0.5C充放电条件下进行热仿真分析,结果表明,电极和电解液固然是决定电池热效应的根本要素,但引流极耳、极柱和壳体的优化设计将显著改善电池的热分布,并可以使最高温度不发生在电极部分,这在动力电池高功率输出的情况下尤为重要。     

Critical review on improved electrochemical impedance spectroscopy-cuckoo search-Elman neural network modeling methods for whole-life-cycle health state estimation of lithium-ion battery energy storage systems

Efficient and accurate health state estimation is crucial for lithium-ion battery (LIB) performance monitoring and economic evaluation. Effectively estimating the health state of LIBs online is the key but is also the most difficult task for energy storage systems. With high adaptability and applicability advantages, battery health state estimation based on data-driven techniques has attracted extensive attention from researchers around the world. Artificial neural network (ANN)-based methods are often used for state estimations of LIBs. As one of the ANN methods, the Elman neural network (ENN) model has been improved to estimate the battery state more efficiently and accurately. In this paper, an improved ENN estimation method based on electrochemical impedance spectroscopy (EIS) and cuckoo search (CS) is established as the EIS-CS-ENN model to estimate the health state of LIBs. Also, the paper conducts a critical review of various ANN models against the EIS-CS-ENN model. This demonstrates that the EIS-CS-ENN model outperforms other models. The review also proves that, under the same conditions, selecting appropriate health indicators (HIs) according to the mathematical modeling ability and state requirements are the keys in estimating the health state efficiently. In the calculation process, several evaluation indicators are adopted to analyze and compare the modeling accuracy with other existing methods. Through the analysis of the evaluation results and the selection of HIs, conclusions and suggestions are put forward. Also, the robustness of the EIS-CS-ENN model for the health state estimation of LIBs is verified.     

锂离子电池循环性能失效研究

锂离子电池的循环性能是消费者考量电池质量的主要指标。依据ST/SG/AC.10/11/Rev.438.3《联合国关于危险货物运输的建议书标准和试验手册》的要求,对5个型号的笔记本电脑电池进行循环测试,有1个型号的笔记本电脑电池在第2或第3个循环时失效,无法正常充放电。通过拆解电池和内部电池芯,研究电池循环性能失效的原因。说明部份锂离子电池的生产工艺还有待进一步提高和完善。     

发电机无功极限诱导分岔的机理分析及预防策略

研究由于发电机励磁电压限制导致的极限诱导分岔,发现临界限值的存在并提出一种极限诱导分岔的机理解释。当极限大于临界限值时,系统遇到极限才发生极限诱导分岔。计算临界限值及其对参数的灵敏度,根据灵敏度信息,可通过调整参数消除极限诱导分岔。提出一种极限诱导分岔的机理解释,即极限诱导分岔反映了动态无功源在维持系统电压稳定性中的重要性。并利用该机理对临界限值及灵敏度结果进行分析。研究静态无功源对极限诱导分岔的影响。静态的电容器补偿虽能增加负荷裕度,但加大了系统电压稳定对动态无功源发电机的依赖性,系统更容易发生极限诱导分岔。     

基于极限诱导分岔的电压稳定分析

给出了达到无功越限后,可能出现极限诱导分岔的条件;提出了变量达到输出极限导致极限诱导分岔时,影响系统电压稳定与否的判据;给出了极限诱导分岔影响电压稳定的一种机理解释。极限诱导分岔反映了动态无功源在维持系统电压稳定性中的重要性,并研究了增加无功源对极限诱导分岔的影响。数字仿真结果进一步验证了文中所提出方法和机理解释的正确...     

锂离子电池电极材料加工中的粉体技术

介绍了锂离子电池电极材料加工中的粉体技术,讨论了不同电极材料在锂离子电池中的应用,详细论述了正极材料LiCoO2和负极材料天然石墨的粒径以及负极材料的形状对锂离子电池性能的影响.锂离子电池的充放电容量随着LiCoO2和天然石墨粒径的减小而增加,天然石墨的球形化处理能提高负极的填充密度,进一步提高锂离子电池的体积比容量和循环性能;此外,适当的碾压工艺以及多种电极材料的混合使用也能提高锂离子电池的性能.     

Physics‐based model of lithium‐ion batteries running on a circuit simulator

The authors developed a physics‐based equivalent circuit model of a lithium‐ion battery (LIB) whose parameters are continually updated, reflecting the theoretical calculation results of the Butler‐Volmer equation, diffusion equations of the lithium‐ion and lithium, and Nernst equations of the liquid and solid phases. The developed model was applied to the charge/discharge simulations of an LIB, and the experimental and simulated results of constant current discharges and pulsed‐charge/discharge were found to be in excellent agreement. In particular, using the developed model, analyzing transient responses of the LIB derived from the transition of the electric double layer charging to the electrode reaction is possible. These results demonstrate that the electrochemical performance of an LIB can be calculated on a circuit simulator using the developed model.     

非四线制锂电池组实时电压检测校正方法研究

针对锂电池LIB(Lithium-ion pack)组非四线制状态下的线压降补偿问题,提出了一种锂电池组充放电过程中电压实时采样校正新方法。该方法通过分析锂电池组充放电过程中线压降机制,研究各单体处于不同充放电组合状态时对采样的影响,实现对锂电池组电压信号实时有效监测。实验结果表明,在锂电池组工作状态下电压采样过程中,该方法能够有效解决非四线制锂电池组电压采样问题,采样电压与锂电池组单体实际电压差异在5 m V以内。所提出的非四线制线压降补偿方法能够有效解决锂电池组实时准确采样问题,能够准确表征锂电池组实际工作状态。     

锂离子蓄电池市场、技术动向与知识产权战略分析

锂离子蓄电池以其优良的特性,被广泛应用于各种电子器具、电动工具以及电动运输工具等领域。统计了世界锂离子蓄电池市场的变化,并对锂离子蓄电池的技术动向及知识产权战略进行了分析。东亚已成为锂离子蓄电池的最大生产基地;锂离子蓄电池采用安全且低成本活性材料,其发展方向为高比能化。中国必须在发展锂离子蓄电池产业的同时、大力加强知识产权建设。     

Judging Degradation of Lithium‐Ion Batteries Using a Real‐Time Capacitance Measurement

A novel method was proposed to judge degradation/health of lithium‐ion batteries (LIBs) using the capacitance that was estimated from the real‐time voltage and current characteristics of the batteries. It is thought that the capacitance of LIBs decreases with degradation because of undesirable components formed on the electrodes that are the main cause of the degradation. As the LIBs are active, the capacitance was evaluated from the differential equation, ?Q /?v = I /(?v /?t ) = i /(dv /dt ), using the voltage and current characteristics during the charging or discharging. The capacitances of the commercial LIBs with different SOHs; 100%, 92%, and 88% were estimated during the charging and discharging using the equation. The average capacitance in the specific voltage region of the batteries was directly proportional to the state of health. Therefore, the proposed measurement is thought to be a useful method for judging degradation of LIBs.