固体中的扩散应力研究

固体中原子的互扩散行为导致的扩散应力不仅可以引起材料的宏观变形，而且可能在材料内部形成特殊的微观组织．系统阐述了固体中原子扩散与应力之间的相互作用问题，区别了应力扩散与扩散应力的概念，并通过流点体积生长率的推导，建立了互扩散区域内流点应力、应变与原子扩散流之间的变量关系，提出描述固态互扩散区域内扩散应力与应变的一般理论．在此基础上，分析了固态反应周期层片型结构的形成机理和薄片扩散偶的扩散弯曲问题，并提供了相应的理论解释．     

球磨法制备锂离子液流电池石墨负极浆料的性能研究

采用球磨法制备锂离子液流电池所用的石墨负极浆料,并对石墨负极浆料的颗粒形貌、电导率、比容量性能及循环性能进行研究。结果表明:导电添加剂的加入有助于提高电极浆料的悬浮稳定性;球磨过程可以降低石墨和导电添加剂混合粉体的电阻率,球料比达到5∶1时即可实现较好的球磨效果,但球料比不宜过高,否则会造成石墨材料层状结构的破坏,影响电极浆料性能的稳定性。提高石墨和导电添加剂的含量可以在电极浆料中形成稳定的导电网络结构,使可逆比容量提高;在保证电极浆料可流动的情况下,可逆比容量可大于40mAh/g。石墨负极浆料的容量损失主要发生在首次充放电过程中,随着循环次数的增加,容量损耗的速率降低,第5次循环以后容量趋于稳定。     

10Ah LiFePO4锂离子电池高低温性能研究

采用固相法合成了具有橄榄石型结构的LiFePO4晶体,合成温度700℃。采用XRD结构精修、SEM和电化学方法对合成的LiFePO4进行了研究。研究发现,采用多层卷绕42110圆柱LiFePO4锂离子电池具有内电阻低、比容量高的特点。随着测试温度的变化,电池放电容量增加,放电效率提高。相对于低温测试条件,随着温度的提高,42110圆柱电池放电均压提高。     

磷酸铁锂电池内部气压失控特性研究

针对储能电池的热失控风险,提出以电池内部气压作为判定依据,对磷酸铁锂电池经历不同滥用条件时发生的安全风险进行快速评估的方法.结果表明,在电池正常充放电状态下,电池内部气压及外壳温度发生小范围规律性波动.在过充、过放、外部短路等异常状态下,电池内部气压在预警节点急剧增大,而在相同条件下温度参数变化明显晚于内部气压的变化,且变化速率相对较小.上述研究结果不仅揭示了不同滥用条件下电池内部气压失控的特性,同时证明了以电池内部气压失控预警代替现有电池外部温度预警能够更早地识别电池安全风险,避免发生热失控及燃烧爆炸等严重的安全事故.     

大容量电池储能的本质安全探索

伴随着大型电化学储能项目的大量投产,如何保证大容量储能电池的本质安全成为亟待解决的问题.本文回顾了本质安全概念的演变,介绍了本质安全的内涵.参考煤矿行业本质安全型蓄电池的设计规范,提出了电池储能本质安全分级方案,将电池储能安全等级分为本质安全、非本质安全以及不安全三类.针对储能电池以模组和集装箱形式运行的现状,根据不同的组成形式,将电池储能的本质安全区分为电芯、模组以及集装箱系统三个层面的理解,并分别对其本质安全性进行论述.针对储能电池电芯的本质安全梳理了不同方向的技术路线,围绕水系电池、固态电池和安全剂注入三种技术路线,对其研究与应用进展进行深入探讨,并提出了不同技术路线面临的本质安全挑战,展望了未来大容量储能电池的本质安全应用前景.     

锂离子液流电池的研究进展

锂离子液流电池是最新发展起来的一种化学储能电池技术,它综合了锂离子电池和液流电池的优点,是一种输出功率和储能容量彼此独立、能量密度大、成本较低的新型绿色可充电池.本文介绍了锂离子液流电池技术的研究背景,阐述了锂离子液流电池的结构组成和工作原理,并详细综述了锂离子液流电池国内外的研究状况,指出目前有待突破的关键技术问题....     

双极性锂离子电池热设计仿真研究

双极性锂离子电池具有比能量高、电流均匀、结构紧凑等特征,在调频储能领域应用前景良好.由于双极性锂离子电池为内部串联结构,因而对温度分布的可控性和均匀性要求更高.通过建立双极性锂离子电池三维热电耦合模型,分析了端面集流体结构、电芯尺寸及散热方式对电池温度特征的影响.结果表明,电池最高温度及位置将受到端面集流体厚度影响,采用薄集流体结合多极耳的降温及均温效果均优于直接增厚集流体.同时,以端面等效电阻作为评价参数,可进一步优化集流体结构.通过分析电芯尺寸与对流换热系数关系,确定在本研究所述条件下,为满足最高温度及温差分别小于45与5 ℃,电池临界厚度为40 mm,并且宜采用对流换热系数为25 W/(m2·℃)的强制空冷散热方式.     

锂离子液流电池监控系统的初步研究与设计

锂离子液流电池是一种新型储能电池,具有绿色环保、功率密度和能量密度高、输出功率和储能容量彼此独立等优点,在规模储能中具有应用潜力。本文分析了锂离子液流电池的系统结构及特点,对电池监控系统的硬件和软件进行了初步研究与设计,包括电池模块的检测和驱动系统的检测。同时,本文还对锂离子液流电池间歇式驱动模式进行了分析,发现通过合理设置驱动时间可以减小系统机械损耗,从而保证锂离子液流电池的高效稳定运行。