锂离子电池石墨负极放热反应研究

采用差示扫描量热仪(DSC)对满嵌锂态石墨负极在50～400℃之间出现的放热反应进行了研究.对不同荷电状态(SOC)的负极进行DSC、扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)分析以研究放热反应发生的过程.对负极中各物质之间可能发生的反应也均使用DSC进行分析.最终得出石墨负极各放热反应归属:100～120℃为SEI膜分解.200～270℃为锂与电解液的反应,270～300℃为锂与羧甲基纤维素钠(CMC)的反应以及电解液的分解反应,300℃以上放热尖峰为锂与石墨的反应.     

电池管理系统均衡控制电路设计

随着全球经济的持续发展,工业设备排放的废弃物对环境的污染日趋严重。大力发展节能新技术,积极开发新型动力能源来减轻工业设备对常规化石燃料的依赖已经变得刻不容缓。以锂离子电池作为工业设备的动力能源装置能够很好地解决这个问题。电池管理系统(BMS)作为锂电池动力系统中的关键部件,是电池与整个动力系统的连接纽带。电池管理系统主要通过实时监测电池参数(电压、电流、温度等),判断出电池当前的工作状态,若存在不平衡则通过均衡控制单元使整个锂电池组回归到基本平衡态。     

不同还原方法制备石墨烯及其电化学性能

采用Hummers改进法制备氧化石墨烯,分别选取水合肼、硼氢化钠、铝粉对所制备氧化石墨烯进行还原处理,用红外光谱(FTIR)、X射线衍射仪(XRD)、射电子显微镜(TEM)、原子力显微镜(AFM)、X射线电子能谱(XPS)对样品进行了结构、谱学、形貌表征,用高性能电池检测系统和电化学工作站对样品进行充放电测试、循环测试、CV测试和EIS测试分析。结果表明,所制备的氧化石墨烯分布相对均一、团聚现象较弱、片层厚度为1.107 nm、片层层数约为1~2层,C/O比为1.6。经过三种还原方法处理的石墨烯的含氧官能团在氧化石墨烯基础上都出现明显下降,C/O质量比分别提高到6.4、5.3、3.7。对三种不同还原方法制备的石墨烯(rGO/N_2H_4·H_2O、rGO/NaBH_4、rGO/AlP)进行电化学性能研究,导电性呈现rGO/N_2H_4·H_2OrGO/Na BH_4rGO/AlP趋势。导电性高,所制得的电池反应活性较高、极化较低,进而表现出较好的倍率和循环性能,GO/N_2H_4·H_2O、rGO/NaBH_4和rGO/AlP的0.2 C放电比容量分别为158.4、153.3和144.8 mAh/g;其中rGO/N_2H_4·H_2O的导电性最高,表现出更好的倍率性能和循环性能,1 C倍率保持95.5%、2 C倍率保持仍能达到90.1%,0.2 C@RT 800次循环后,容量保持率仍能达到95.3%,而rGO/NaBH_4、rGO/AlP分别为91.1%和89.6%,相对较低。     

动力锂电池内阻特性研究概述

内阻是衡量锂电池功率性能和评估锂电池寿命的重要参数,一直以来也备注关注。锂电池初始的内阻大小主要由电池的结构设计、原材料性能和制程工艺决定。在实际使用过程中,电池内阻的变化还受到温度、SOC等多种因素影响。本文从以上各方面对近年来关于内阻特性的研究成果进行了概述。     

烧结钕铁硼磁体表面Zn-Co合金镀层制备工艺与耐蚀性能

采用氯化物镀液体系在钕铁硼磁体表面制备Zn-Co合金镀层,优化了Zn-Co合金镀层制备过程中的电镀工艺参数(镀液pH值、镀液温度、电流密度以及添加剂浓度),通过中性盐雾试验(NSS)、扫描电子显微镜(SEM)和动电位极化曲线,系统研究了Zn-Co合金镀层的显微组织及耐蚀性能。结果表明:烧结钕铁硼电镀Zn-Co合金镀层的最佳电镀工艺参数为:添加剂浓度为15 mL/L,pH值为4,电镀温度为25℃,电流密度为1 A/dm~2。在最佳工艺条件下制备的Zn-Co合金镀层经钝化后其耐中性盐雾时间可达120 h。合金镀层结构致密,有效填补了钕铁硼磁体的固有缺陷,为后期钝化形成致密钝化膜提供了材料基底基础。钝化后的Zn-Co合金镀层表面平整光亮,动电位极化曲线测试表明,相比Zn镀层,钝化后的Zn-Co合金镀层的自腐蚀电流密度下降了一个数量级,表明Zn-Co合金镀层钝化后具有更加优异的耐腐蚀性能。     

黏结剂对锂离子电池负极膨胀的影响

以LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_2软包锂离子电池为平台,研究不同黏结剂丁苯橡胶(SBR)及含量对负极膨胀、循环寿命的影响。不同处理对SBR机械性能、负极极片膨胀率以及循环性能有重要影响,经羟基化处理的SBR弹性模量和机械强度均增大;负极膨胀率降低,循环100次后满电态膨胀率由30.5%(未经处理SBR)降至24.0%,卷芯变形量变小,使得电池的循环寿命得到提升。SBR含量减少,极片辊压时所受压力越小,负极极片前期的物理搁置、循环前电化学膨胀率均降低(满电态膨胀率由21.0%降至17.5%),但循环100次的满电态膨胀率不变。     

复合三元电池高温循环劣化分析

选用LiNi_(0.6)Co_(0.2)Mn_(0.2)O_2(NCM)和LiMn_(0.8)Fe_(0.2)PO_4(LMFP)复合正极材料,与石墨负极材料制成额定容量为38 Ah的2714891型电池,研究55℃下电池的循环性能,对影响循环性能的电解液和电极进行分析。负极容量衰减是高温循环性能衰减的主要因素,负极石墨比容量测试分析发现其容量损失占负极总损失的85.1%。石墨电化学阻抗谱(EIS)测试结果表明:高温循环后,石墨表面脱嵌锂活性降低,电化学反应难度增大;扫描电子显微镜(SEM)与BET比表面积测试表明:石墨表面结构破坏,体相发生膨胀。石墨本征结构的变化,是负极劣化的主要因素。     

路标涂料用韧性不饱和聚酯树脂的合成及应用

用一缩二乙二醇增韧不饱和聚酯树脂,在二月桂酸二丁基锡的催化作用下制备出路标涂料用不饱和聚酯树脂。其最优原料配比为：顺酐与苯酐物质的量比为2∶1,一缩二乙二醇占醇总量的物质的量为15%,催化剂的用量为0.5%,阻聚剂的用量为0.025%~0.030%。其最佳合成工艺为采用两步法合成工艺,最高反应温度为225℃,树脂的酸值应处于25~35 mgKOH/g的范围内。     

磷酸铁锂锂离子电池容量衰减机理分析

分析容量衰减机理，对优化电池体系十分重要。研究23 Ah方形铝壳磷酸铁锂(LiFePO₄)锂离子电池高温(55℃)循环容量衰减的机理。通过SEM、X射线能量色散谱(EDS)、XRD、电感耦合等离子体发射光谱(ICP)及傅立叶变换红外光谱(FTIR),分析材料的表面形貌、晶体结构及界面组分。利用电化学微分电压曲线(DVA)及扣式半电池测试，对高温循环后的电池容量衰减机理进行量化分析。失效电池的电极活性材料，整体结构没有被破坏，正极活性物质颗粒表面出现裂纹，负极固体电解质相界面(SEI)膜增厚，有机锂化合物占比增大。DVA结果表明，可循环锂损失(LLI)和活性物质结构损失(LAM)分别占全电池容量衰减的74.82%和25.18%。扣式半电池测试结果表明，负极SEI膜和死锂、正极电解质相界面(CEI)膜、正极结构损失分别占全电池容量衰减的77.13%、1.83%和21.04%。     

化成深度对LiFePO_4动力电池电性能的影响

以LiFePO4作为正极材料,石墨作为负极材料,组装额定容量为10 Ah的LiFePO4动力电池,研究了化成深度对电池电性能的影响。结果表明,化成深度对老化前电池的电性能有较大的影响,化成深度越深老化前电池的内阻越小,分容容量和分容平均电压越高,分容后开路电压越大。电池经过老化后,化成深度达到60%以上额定容量的各组电池其放电容量、内阻、自放电率以及循环寿命等电性能受化成深度的影响较小,而化成深度为40%额定容量的电池其相应电性能明显劣于深度化成的电池电性能。