锂中和EMD对Li-MnO_2电池性能的影响

研究了锂中和电解二氧化锰(LiEMD)对锂二氧化锰(Li-MnO_2)一次电池内阻、开路电压及放电性能的影响。钠中和电解二氧化锰(NaEMD)、LiEMD制备的Li-MnO_2新鲜电池的平均内阻为330.9 mΩ、325.9 mΩ;60℃存储后平均内阻为569.7 mΩ、408.7 mΩ;80℃存储后平均内阻为1 090.1 mΩ、852.3 mΩ;LiEMD制备的电池内阻更低、分布一致性更好。高温存储后LiEMD制备的电池容量均比NaEMD高。LiEMD有利于提高电池的内阻电压一致性和存储性能。     

Li/CF_x电池的制备及性能研究

以氟化石墨为正极活性物质、锂片为负极,制备成104860型软包装锂/氟化碳(Li/CF_x)电池。用差示扫描量热(DSC)、SEM测试对氟化石墨的热稳定性、形貌进行分析;研究正极组分配比、电解液类型及用量对Li/CFx电池性能的影响;考察Li/CF_x电池的倍率特性。氟化石墨具有良好的热稳定性,在500℃以上才开始分解,呈规整的层状结构,表面光滑、大小较均匀,有利于电子的传输。正极组分氟化石墨、导电剂和粘结剂质量比为87.0∶5.5∶7.5,电解液1 mol/L Li PF6/EC+DMC+EMC添加量为5 g/Ah的Li/CFx电池性能较好。以0.05 C、0.10 C、0.20 C和0.50 C的倍率放电至1.5 V,容量分别为2.56 Ah、2.48 Ah、2.46 Ah和2.36 Ah。     

快速充电D型MH-Ni蓄电池研究

分析了限制MH-Ni蓄电池快速充电性能的一个原因是因为MH-Ni蓄电池在快速充电过程中产生大量热所致。以采用泡沫镍正极的8 Ah D型MH-Ni电池为例,从四个方面减少MH-Ni蓄电池在快速充电过程中产生的热量:1.优化电池结构设计,降低电池内阻;2.确定最佳电解液量;3.确定负极与正极容量比;4.增加正极中的钴含量。通过这些措施有效地降低了电池的内阻,减小了极化,大幅度降低了快速充电过程中产生的热量,从而提高了电池的快速充电能力。使之能承受近4 C的充电电流,并且达到20 min充满电的要求,电池内阻小于2.5 mΩ,30 A充电效率大于90%,30 A放电电压平台大于1.15 V。     

盖帽结构对LiFePO4动力电池性能的影响

以磷酸铁锂(LiFePO4)、中间相碳微球为正、负极材料,采用功能性电解液,制备了10 Ah铝壳磷酸铁锂动力电池,研究了一体式盖帽和非一体式盖帽对电池的性能影响.结果显示,采用一体式盖帽的电池,平均内阻为2.0 mΩ,最大放电倍率10 C,最大充电倍率为5C,5C倍率常温循环600次后容量保持率为86.4％;采用非一体...     

锂盐对Li-MnO_2一次电池性能的影响

研究电解液中的锂盐对锂二氧化锰(Li-MnO_2)一次电池内阻、开路电压、放电性能及安全性能的影响。锂盐为LiClO_4、LiBF_4、LiPF_6和双三氟甲基磺酰亚胺锂(LiTFSI)制备的Li-MnO_2电池,平均内阻分别为253 mΩ、277 mΩ、226 mΩ和293 mΩ,平均开路电压分别为3.31 V、3.25 V、3.26 V和3.29 V。在-25℃下,锂盐为LiTFSI制备的电池放电性能最好,1 000 mA恒流放电的中值电压、容量比锂盐为LiClO_4制备的电池分别约高0.13 V、78 m Ah。Li-MnO_2电池的放电性能均随温度的升高而升高,且差异减小。锂盐为LiTFSI制备的电池安全性能最好。     

三元层状正极材料的电化学性能影响因素研究

三元层状正极材料是非常有应用前景的动力型电池正极材料,而其电化学性能还有待于进一步提高。研究了正极片厚度、隔膜类型、电解液组成和负极表面变化等因素对LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2(NCM111)材料电化学性能的影响。研究发现随着正极极片厚度的增加,电池在循环过程中容量衰减严重;相比于聚丙烯(PP)隔膜,聚酰亚胺(PI)隔膜由于具有更好的浸润性,提高了电池的放电容量;电解液中低粘度链状碳酸二乙酯(DEC)的含量对电极相容性和正极材料中过渡金属离子溶解都有较大影响;负极表面锂枝晶的形成降低了电池的循环性能。     

LiFePO_4/C电池的容量衰减研究

从Li Fe PO4/C电池负极角度出发,利用扫描电子显微镜(SEM)、拉曼光谱仪(Raman)、X射线光电子能谱仪(XPS)、电感耦合等离子体测试仪(ICP)和X射线衍射光谱仪(XRD)等分析手段研究了此电池储存后的容量衰减机理。结果表明,高温和长期存储为电池负极片的劣化提供条件,促使电池负极石墨表面发生大量的副反应,消耗了正极活性锂和电解质中的锂盐,在负极表面形成不可逆锂,造成电池活性锂离子损失,电池容量衰减。     

硼酸三异丙酯对层状富锂正极材料的影响

采用密度泛函理论研究锂离子电池正极成膜添加剂硼酸三异丙酯(TPBi)的作用机理。通过充电微分曲线和交流阻抗谱,研究TPBi用作电解液添加剂的电化学行为;采用XRD、SEM和透射电镜测试,分析层状富锂正极材料的晶相结构和表面形貌;使用电感耦合等离子体发射光谱,对锂片表面进行分析。TPBi能优先于电解液在层状富锂正极材料表面氧化,形成保护膜,抑制电解液的分解,减少过渡金属离子的溶出,改善正极材料的循环性能和倍率性能。2%TPBi用作添加剂在2.0~4.8 V充放电,层状富锂正极材料以0.5 C循环190次,容量保持率从未添加的26%提升到90%,4.0 C放电比容量从未添加的96 m Ah/g提升到136 m Ah/g;石墨负极材料以0.5 C循环200次,容量保持率从未添加的22%提高到83%。     

锂离子蓄电池热稳定性的机理

研究了18650型锂离子蓄电池及其组分的热稳定性。热箱实验证明LiMn2O4组装的电池,比LiCoO2和包埋-LiNiO2组装的电池安全性好。通过X射线衍射光谱法(XRD)和差示扫描量热法(DSC)进一步确定在升温过程中正极/负极材料的热量释放过程和差异。结果表明,LiCoO2和包埋-LiNiO2组装的电池热失控主要是由正极的分解及其和电解液反应的放热造成;而LiMn2O4电池爆炸的主要原因是高温下石墨嵌锂和金属锂沉积与聚偏氟乙烯(PVDF)、电解液之间的反应。     

储能用LiFePO4锂离子电池的热安全特性

以方形磷酸铁锂(LiFePO4)锂离子电池为对象,研究充放电倍率、环境温度对电池性能的影响,确定电池热生成速率与荷电状态(SOC)的关系式.为寻找热安全的温度阈值,开展电池热失控实验.在适宜的温度区间(25～40℃)工作时,电池的热性能良好,内阻和热生成随着环境温度的升高而变小;电池正极极耳温度要高于负极极耳,正极极耳下方可作为实际储能系统温度监控的特征点.电池热失控过程自发热起始点温度约为86.0℃.