电动车与航天用锂离子蓄电池的进展

锂离子蓄电池作为一种９０年代初期发展起来的先进蓄电池,具有高比能量、高电压、长寿命和无记忆效应等特点,七年来的商品应用表明,电池的安全性和实用性均好。根据大容量电池近年来的试验结果与分析,液体电解质常温锂离子蓄电池很有可能被选为电动车、航天和储能用电源,并显示其优异的特性。本文收集并报道了国内外研究机构、电池厂商在此领域的研究成果。同时,也简单介绍了中国天津电源研究所在国家发展计划委员会资助下,对电动车用大容量锂离子蓄电池研究的初步结果。     

电动车用电池充电状态和功率强度估计

讨论了电动车 (EV)和混合电动车 (HEV )用电池电量模型和功率模型的建立 ,提出了一种新的电池剩余电量(SOC)和电池功率强度 (Powercapability)的综合估计方法。从电化学角度建立了一个电池参考模型 ,以安时计量为主并综合考虑影响电池SOC的多种因素进行SOC估计 ,功率强度估计主要基于电池等效内阻的估算。SOC估计和功率强度估计相结合 ,实现了在功率强度估计的同时对SOC估计提供自调整机制。该综合估计方法已经在我们自主开发的实验平台上实现 ,并经实践证明是可行的     

AA 型人造石墨-氧化钴锂锂离子电池的温度特性

通过优化正负电极材料（ＡＧ、ＬｉＣｏＯ２）的制备工艺，改进电解质溶液的组分和配比，制成了ＡＡ型锂离子蓄电池。在－３７℃～６０℃温度范围里，电池具有良好的放电性能，在室温条件下电池平均初始放电容量大于６００ｍＡｈ，在－３７℃时电池能放出４５％的初始容量，６０℃时可以放出１００％初始容量。电池在１００％ＤＯＤ条件下以０．５Ｃ速率放电，循环充放寿命超过６００次，电池交流阻抗的测量显示了电解质溶液对电池性能的影响。     

电动汽车锂离子动力电池系统的研制

锂离子蓄电池是一种在 2 0世纪 90年代初发展起来的先进蓄电池 ,它具有电压高、比能量大、寿命长及无记忆效应等特点。 1991年以来 ,2Ah容量以下的电池在移动电话、笔记本电脑和 8mm摄像机上获得广泛应用 ,其电性能和安全性能已被用户所接受。国际上于 1995年开始对大容量锂离子蓄电池进行研究 ,容量一般在 40～ 10 0Ah范围内 ,其主要目标是希望在航天、电动汽车及贮能设备中作为电源。目前电子十八研究所已经研制成功由 84只 5 5Ah圆柱形电池串联构成的电动汽车用电池组。该电池组和由清华大学研制成功的电池管理系统及充电器组成的动力电源系统也已完成地面联试 ,其总比能量达 10 3Wh/kg ,最大输出功率约为 5 0kW。与二汽东风汽车研究所合作的车载试验将于 2 0 0 1年12月完成。     

锂离子蓄电池材料的研究现状

综述了目前锂离子蓄电池中常用正、负电极材料的特点 ,及电化学性能与结构之间的关系。正极材料包括层状结构的LiCoO2 、LiNiO2 以及尖晶石型LiMn2 O4 ;负极材料包括石墨、焦炭、硬碳等碳材料以及锡基氧化物材料。通过对材料电化学性能的比较 ,从商品化角度讨论了锂离子蓄电池电极材料研究的发展方向。     

锂离子在石墨中的嵌入特性研究

研究了锂离子在人造石墨（ＡＧ）中的电化学嵌入特性和用它作负极材料时的电池性能。Ｌｉ－ＡＧ试验电池在ＬｉＡｓＦ６－ＥＣ＋ＤＥＣ电解液中充电时，依次形成Ｌｉ０．５Ｃ６和ＬｉＣ６两种化合物，这可由ＸＲＤ图谱及碳电极贮存期间电极电位的变化曲线获得证明。ＡＧ颗粒表面使用ＰＡＮ在１２００℃氮气中分解碳的包覆试验表明，这种无定形碳层可提高材料的放电率，降低自放电率。制成了额定容量为４００ｍＡｈ和５００ｍＡｈ的两种ＡＡ型ＡＧ－ＬｉＣｏＯ２电池；４００ｍＡｈ容量的电池以０．５Ｃ，１００％ＤＯＤ充放电寿命超过４００次，同样条件下，５００ｍＡｈ电池寿命在３００次以上     

石油焦族碳材结构及负极性能的研究

石油焦碳具有无序的微晶结构。１３００℃煅烧后，其石墨化度提高甚微，而在２６００℃处理后，其石墨化度则大大提高。随着石墨化度的提高，其（００２）晶面衍射峰的半高宽减少，平均晶粒尺寸（Ｌｃ）增加。相应地，材料的比容量、充放电寿命均有很大提高。为了合理地应用石墨材料，必须仔细选用电解液。试验表明，碳酸丙烯酯溶剂含量较多的电解液会使其初充放电效率下降，而且还可能发生溶剂分子在石墨结构中的共嵌入反应。     

国内锂离子电池新进展

天津电源研究所经过两年的研究已制成R6型TAG／LICOO。高能坦离子电池，于1994年 底通过了技术鉴定。目前的主耍技术指标如下：电池容量40mAh，最高放电率为IC（350mAn）， 电池能在60—一20℃的温度范围工作（400～200mAn），VX60mA放电（80％DOD）、4．IDV恒电 压充电时，电池充放寿命可达2卿次。目前，正在对正负极材料、电解液组分等进行优化选择， 以期获得更高的容量及更长的充放寿命。国内锂离子电池新进展@冯熙康$天津电源研究所@杜友良$天津电源研究所~~…     

电动汽车用锂离子蓄电池的研究

研制了55Ah圆柱型动力锂离子蓄电池以及336V/55Ah动力模块和相应的电池管理系统。性能测试表明,0.5C充放电,单体电池容量≥55Ah,容量特性均匀一致;具备良好的倍率放电特性,能够适应电动车启动、加速、爬坡等运行要求;循环性能良好,已完成200次深充放循环性能仍平稳;耐滥用能力好;84只单体构成的电池组,比能量达106Wh/kg;安全性好。充放电管理系统采用阶段恒电流充电和过流保护,具备均衡充电能力和智能调节放电终止电压和剩余容量显示等功能。装车试验表明,该电池系统有望投入电动车的实际应用。