新型化学储能器件——电化学电容

电化学电容是一种与电池和传统的电容都不同的新型储能器件。电化学电容具有比传统的电介质电容高 2 0到 2 0 0倍以上的质量比电容。研究证明 ,电化学电容所具有的大容量是由于电极表面的双电层电容和氧化还原反应导致的“假电容”的共同作用而引起的。系统的介绍了电化学电容器的广泛应用、发展历史、储能机理以及它和电池与传统电介质电容的区别 ,并且系统的介绍了影响电化学电容器性能的若干个主要因素。     

锂离子电池组的短路保护电路设计

在锂离子电池短路安全性实验的基础上,分析了短路保护的重要性,设计出了一种新型的锂离子电池组保护电路.该保护电路可方便地运用在采用MOSFET开关的电流保护电路中.该电路根据短路时电池组电压的变化来设计,并通过实验验证了该保护电路能够在5μs内动作,从而保护电池组.     

锂离子蓄电池安全性的测试与研究方法

锂离子蓄电池的安全性一直受到人们关注,现在仍然是研究热点。文章综述了锂离子蓄电池安全性的测试方法,包括测试标准、测试内容的实质以及对安全性的研究方法,如ARC(加速量热)、DSC(差分热扫描)、TGA(热量分析)、XRD(X射线衍射)等,以及这些方法在研究材料热稳定性方面的应用。     

P(VdF-HFP)-PMMA聚合物电解质的研究

采用共混法制备了P(VdF-HFP)-PMMA聚合物电解质，PMMA与电解液有更好的相溶性。含PMMA45%的聚合物膜，20℃时电解液吸附量为260%，离子导电率为0.95mS/cm。以该膜和1mol/L LiPF6(EC/EMC)为电解质，LiCoO2为正极，碳纤维为负极的聚合物锂离子电池具有较小的界面电阻和电荷转移电阻，良好的循环稳定性（1/3C倍率循环35次，95%初始放电容量），和良好的倍率性能（2C倍率，73%初始放电容量）。     

电化学阻抗谱测量与应用研究综述

电化学阻抗谱(EIS)是一种广泛应用的锂离子电池无损表征方法,其表征的阻抗是确定电池工作边界、评估性能和跟踪功能状态的关键之一,它已被广泛应用于锂离子电池的研究,可用于电池筛选、运维以及性能评估等各环节.综述了基于电化学阻抗谱的荷电状态(SOC)和健康状态(SOH)估计的应用概况,并概述了电化学阻抗谱测量的频域和时域方法.总结了电化学阻抗谱在电池状态估计中的应用前景和挑战,展望了电化学阻抗谱应用的发展方向.     

复合溶胶–凝胶一锅法制备锂离子电池氧化亚硅/碳复合负极材料

采用复合溶胶–凝胶法结合后续热处理,制备了具有包埋结构的氧化亚硅/碳(SiO_x/C)复合负极材料。扫描电子显微镜分析结果表明:氧化亚硅纳米颗粒嵌入在无定形碳中。电化学性能测试表明:SiO_x/C复合材料具有较高的比容量、优异的循环稳定性和倍率性能。材料在0.1 A/g的电流密度下100次循环后的可逆比容量为710 m A·h/g,容量几乎无衰减;在1.6 A/g的电流密度下,可逆比容量为380 m A·h/g。优异的电化学性能是由于材料的包埋结构能有效地缓冲SiO_x充放电过程中的体积膨胀,保证材料的结构完整性和电化学循环稳定性。     

新型高安全性锂离子电池正极复合材料

过充性能对于大型锂离子电池如用于电动汽车的电池显得非常重要.报道了一种新型锂离子电池正极材料,即将包埋LiNiCoO2与尖晶石LiMn2O4按照质量比1:1进行混合,能够显著提高聚合物锂离子电池的安全性.与采用纯的LiCoO2为正极的电池相比,采用复合材料的电池具有较好的放电性能(0.5C)、循环性能(1C)、热稳定性(150℃)以及在3C和5C不同充电上限条件下优良的过充性能.采用复合材料的聚合物锂离子电池的各项安全测试表明,所有电池都没有起火或爆炸.试验表明这种复合材料能够替代LiCoO2.     

碳包覆硅/碳复合材料的制备与性能研究

为提高锂离子电池商容量Si/C复合负极材料的电化学性能,采用喷雾干燥法制备了核壳结构的碳包覆Si/C复合材料.碳包覆Si/C复合材料为近球形颗粒,形貌规整,粒度分布均匀,呈正态分布,其物相结构和嵌脱锂的电化学反应与Si/C复合材料保持一致.碳包覆后,减小了充放电过程中复合材料电极的极化,电压滞后现象得到了显著的改善.碳包覆Si/C复合材料的最大放电比容量为512 mAh/g,略低于包覆前的材料,但循环稳定性大大提高,50次循环后的容量保持率为96%.     

模板-物理活化法制备高性能中孔炭材料

研究了硅溶胶模板法制备的作为超级电容器电极材料中孔炭的孔结构和电化学性能.中孔炭的平均孔径和比电容随硅溶胶/炭源(葡萄糖)比的增加而增大.提出了一种硅溶胶模板法与CO2物理活化法相结合的模板-物理活化法以提高中孔炭的BET表面积来提高中孔炭的比电容.采用恒流充放电和电化学阻抗谱研究了中孔炭的孔结构与倍率性能的关系,并与商品化微孔活性炭作了比较.结果表明平均孔径较大的中孔炭具有较好的倍率特性.模板-物理活化法制备的中孔炭具有高比电容和良好的倍率特性.     

锂离子蓄电池高倍率放电研究

锂离子蓄电池在放电过程中电压随放电容量的增大而降低,电池的放电容量随放电电流的增大而减小。然而在高倍率放电的条件下,电池的放电电压曲线会出现电压峰,同时电池的放电容量也有所增大。通过红外热成像的方法对锂离子蓄电池高倍率放电条件下的热行为进行比较细致的研究表明:锂离子蓄电池放电过程中各个区域的电极反应是非常不平衡的;高倍率放电的条件下,开始时电池极耳附近区域的电阻较小,电流密度较大,因此这部分产生的热量比较大,温度升高较快;在放电过程的后期,靠近极耳区域的容量耗尽,远离极耳区域的部分如果温度上升比较缓慢时,会导致放电过程终止,反之会出现电压上升的现象。该研究为锂离子蓄电池特别是锂离子动力电池的设计提供了新的思路。