平板式固体氧化物燃料电池的热机械行为

基于COMSOL Multiphysics仿真平台建立了多物理场耦合作用下的平板式固体氧化物燃料单电池模型,考虑多种温度相关的材料物理化学性质,研究了残余应力以及阳极材料中镍体积分数对电池内部热应力的影响.结果表明:残余应力的存在增大了电池关键构件电解质和阴极电极工作状态下的最大拉伸和压缩应力,减小了阳极电极的最大拉伸...     

锂离子电池大电流充放电性能影响因素分析

电动汽车用电池需要快速充放电,因而对锂离子电池大电流充放电性能的研究受到了广泛重视。从电极材料、电池设计和电解液三个方面综述和分析了影响锂离子电池大电流充放电性能的因素,并指出了提高锂离子电池大电流充放电性能的措施。     

蓄电池的种类与充电方法

常用的化学蓄电池种类繁多,包括有铅酸电池、镉镍电池、氢镍电池以及锂离子电池等等。由于电池化学特性与结构不同,往往需要各种不同的充电方法进行充电及电池管理。同时,蓄电池充电器也各具特色的不同性能与充电管理方式。锂离子电池卓越的性能将会有更大的竞争优势并有更多的应用特别是在电动汽车领域。     

锂离子电池正极材料的研究

锂离子电池具有高电压、高能量密度、大容量、长寿命等优点,可以循环性的使用。锂离子电池的使用对生态环境所造成的影响比较微弱,是当前我国电动汽车二次电池使用频率最高的一类。在锂离子电池中,正极材料是其重要的组成部分,正极材料的性能会直接影响锂离子电池自身的使用性能,同时还会影响到电池制备的成本费用,想要实现我国电动汽车产业化的目标,就需要注重锂离子电池正极材料研究工作的开展。不断地提升电化学性能,消除安全隐患。     

钒微流体燃料电池性能的数值模拟

对一种新型钒微流体燃料电池进行了理论分析并建立了三维数值模型。该模型包含了层流、物质传输与电化学反应等电池内部的物理和化学过程。计算得到的极化曲线与实验数据吻合较好,说明模型是可靠的。通过多场耦合求解,数值模拟了体积流速、燃料纯度等对电池性能的影响。研究结果表明：增大体积流速可以提高电池的功率,但燃料利用率会大幅降低;燃料纯度对燃料电池的电压有较大影响;燃料利用率低是制约微流体燃料电池发展的主要因素之一。通过改进原有Y形流道设计,设计了一种双Y形流道微流体电池,仿真结果显示其可以较大地改善燃料的利用率。     

锂离子电池老化机制

可充电锂离子电池具有许多优点,如体积和质量能量密度高,自放电率低,因此广泛应用于3C领域、电动汽车以及固定式能量存储等方面。为满足在上述领域的应用,对锂离子电池循环性能和存储性能有了更高要求,因而对锂离子电池老化机制越发重视。本文综合国内外取得的一些研究进展,对锂离子电池的正极、负极、表/界面老化机理进行了综述和分析。     

废旧锂离子电池回收处理技术的研究进展

废旧锂离子电池中金属材料回收工作,是现代社会有序发展的重点工作。随着锂离子电池在电动汽车和储能领域的大量使用,废旧锂离子电池所面临的环境和资源问题日益突出。为了更好地资源利用和环境保护,世界各国对废旧锂离子电池中有价金属的回收和利用,及无危害处理相当重视。文中综述了废旧锂离子电池回收技术的研究现状,今后废旧锂离子电池资源化回收技术的研究方向是降低成本,减少污染和实现回收物质的多元化以及提高回收率。     

电动汽车锂离子电池SOC检测技术的研究

锂离子电池是电动汽车当中常见的一种电池,做好锂离子电池SOC技术检测工作能够全面提升电动汽车质量,并且能够全面保证电动汽车在实际使用期间的各个方面性能,从而为人们生活提供更大便利。     

锂离子电池正极材料的研究进展

锂离子电池具有工作电压高、能量密度大、工作温度范围宽、安全性能好等众多优点,因而成为近年来倍受关注的电动汽车动力电源之一.随着正极材料种类的更新,制备过程中多种改性方法的采用,如掺杂与包覆导电剂来提高正极导电率,减小粒径尺寸加快锂离子传导速率等方法,使锂离子电池电化学性能得到提高.本文综述了几种常见锂离子电池正极材料的研究现状与进展,重点对LiCoO2、LiNiO2、LiMn2O4、LiFePO4几种正极材料的晶体结构、性能、合成方法、以及掺杂与包裹改性进行了介绍,并对其发展趋势进行了展望.     

锂离子电池胶粘剂的研究进展

介绍了锂离子电池胶粘剂的主要作用,综述了近3年来锂离子电池胶粘剂的研究进展。随着电动汽车等电子设备的快速发展,对高能量面密度锂离子电池提出了新的更高要求。胶粘剂作为电极材料中的非活性物质,对锂离子电池的电化学性能起到了较大作用,已成为优化锂离子电池性能的一个重要发展方向。     

锂离子电池正极涂层孔隙结构优化的数值模拟

以磷酸铁锂(LFP)为正极材料的锂离子电池在电子产品、电动汽车等领域应用广泛,但其能量密度仍有待提升以进一步满足不同场景应用需求。锂离子在正极孔隙电解液中的扩散过程是LFP锂离子电池性能的控制因素之一,通过优化电极孔隙结构可以在一定程度上减小锂离子在电解质中的扩散阻力进而提升能量密度。采用准二维模型描述电池内部的传质电化学过程,考察了当锂离子电池正极孔隙存在梯度分布后对锂离子电池能量密度的影响及作用机理。通过对比孔隙率均匀分布和梯度分布的电池模拟结果,发现孔隙率的梯度分布能提高单位活性材料的利用率,提升电解质通量和电极活性材料的嵌锂量,从而增加电池能量密度。随着电极厚度的增加,孔隙率分布的梯度越大,对能量密度的提升效果越显著,研究结果对于厚电极涂层的制备工艺具有重要意义。     

锂离子电池安全材料的研究进展

锂离子电池因其清洁、充放电快、高能量密度等优点广泛应用于电动汽车。最近,电动汽车起火、爆炸事故引起人们对锂离子电池安全性的担忧。针对锂离子电池电解液易燃、易爆、易泄漏等安全问题,本文综述了电解液中加入阻燃剂磷酸酯、离子液体、氢氟醚的最新研究进展及其优缺点。电池如果在过充危险状况下会造成热积累,进而引发电池内部一系列危险副反应。本文还总结了氧化还原保护和电聚合保护两种措施来避免电池过度充电的研究进展。由于锂电池发生危险事故前内部会有一个热积累过程以及随着电池内部温度上升隔膜难以保持其力学性能,本文分别从热响应开关正极材料和安全隔膜两部分阐述了近年来锂离子电池内部热积累的应对策略,以期为最终解决锂离子电池的安全问题指明方向。     

锂二次电池中的有机和高分子含氟材料

锂离子二次电池兼具高比能和高倍率特性,是目前最为理想的动力与储能电源体系。锂电池的发展主要依赖于电池关键材料的突破,而含氟材料因其结构稳定性好、安全性高而应用广泛。系统介绍了锂二次电池中涉及的溶剂和添加剂、隔膜和粘结剂等含氟材料,着重对其应用特点和研究现状等进行了总结,并对相关领域的发展方向进行了展望。     

尖晶石型Li4Ti5O12负极材料的研究进展

锂离子电池以其高功率和高能量密度等优点而被认为是电动汽车和其他便携式电器的最有前途的动力能源。提高电化学性能及其安全性是锂离子电池面临的主要挑战。尖晶石型钛酸锂因具有良好的结构稳定性、安全性以及高倍率充放电性能,成为锂离子动力电池负极材料的研究热点。综述了国内外钛酸锂负极材料的最新研究进展,包括：合成方法,掺杂、表面改性,重点阐述了碳材料表面改性及其应用,展望了钛酸锂作为混合动力电池负极材料的发展趋势。     

Machine learning of materials design and state prediction for lithium ion batteries

With the widespread use of lithium ion batteries in portable electronics and electric vehicles,further improvements in the performance of lithium ion battery materials and accurate prediction of battery state are of increasing interest to battery researchers.Machine learning,one of the core technologies of artificial intelligence,is rapidly changing many fields with its ability to learn from historical data and solve complex tasks,and it has emerged as a new technique for solving current research problems in the field of lithium ion batteries.This review begins with the introduction of the conceptual framework of machine learning and the general process of its application,then reviews some of the progress made by machine learning in both improving battery materials design and accurate prediction of battery state,and finally points out the current application problems of machine learning and future research directions.It is believed that the use of machine learning will further promote the large-scale application and improve-ment of lithium-ion batteries.     

Research progress on preparation and purification of fluorine-containing chemicals in lithium-ion batteries

With the development of digital products,electric vehicles and energy storage technology,electronic chemicals play an increasingly prominent role in the field of new energy such as lithium-ion batteries.Electronic chemicals have attracted extensive attention in various fields.Characteristics of high-end elec-tronic chemicals are high purity and low impurity content,which requires a very strict separation and purification process.At present,crystallization is a key technology for their separation and purification of electronic chemicals.In this work,the representative fluorine-containing compounds in cathode and anode materials,separator and electrolyte of lithium-ion batteries are introduced.The latest technologies for the preparation and purification of four kinds of fluorine-containing battery chemicals by crystalliza-tion technology are reviewed.In addition,the research prospects and suggestions are put forward for the separation of fluorine-containing battery chemicals.     

锂离子电池异构建模及内部传质机理探究：粒径分布的影响

锂离子电池是目前应用较广的储能设备,具有能量密度高、使用寿命长等特点。随着锂离子电池正极材料实际能量密度接近理论值,电池组装工艺参数的优化成了提升其性能的重要途径,其中电极颗粒粒径及分布是十分重要的参数。因此,本文针对石墨-LiFePO₄体系锂离子电池,利用异构模型构建单粒径和双粒径电极的几何结构,再结合Newman模型模拟其放电过程,定量研究了正极材料粒径分布对锂离子电池性能的影响,探究了存在粒径分布的电极中不同粒径的颗粒在充放电过程的作用机制。模拟结果表明,粒径的减小可以减小固相扩散系数对电池性能的影响,但会增加液相扩散阻力;而粒径的分布可以促进锂离子在电解液中的扩散,提高小粒径颗粒的锂嵌入量,但会引起极化增大,导致大颗粒的锂嵌入量降低。粒径分布宽度越大,总体粒度越大,锂离子电池的能量密度越小。选择合适的粒径分布宽度,适当减小总体粒度的大小,能有效提升电极的能量密度。研究结果对于锂离子电池电极活性材料颗粒粒径分布的选择提供了有益的基础知识和指导。     

湿法冶金回收废旧锂电池正极材料的研究进展

全球电动汽车和智能手机市场的逐年扩大,直接促进了全球锂离子电池市场规模的增加,锂离子电池的回收与再利用具有重要的经济和社会价值。本文综述了废旧锂离子电池正极材料的主要回收方法,包括梯次利用法、火法冶金法、湿法冶金法和直接回收法,重点综述了湿法冶金法的工艺流程和重要步骤,介绍了机械处理与正极材料浸出、浸出液的回收利用、有价值金属产物的再生合成的研究进展,最后对湿法冶金综合回收废旧锂电池正极材料的未来发展进行了展望。     

隔膜中残油量对锂电池性能的影响

锂离子电池隔膜在锂离子电池中主要起隔绝正负极防止短路和允许锂离子导通的作用[1],因此,锂离子电池隔膜品质的优劣直接影响到锂离子电池的应用性能。在锂电池隔膜制备的过程中,以石蜡油作为造孔剂,用热致相分离法制备聚乙烯微孔膜,石蜡油的残留不可避免。本文研究了隔膜中石蜡油的残留量对电池自放电、倍率放电、高温存储、循环性能等应用性能的影响。研究结果表明,残油量越低锂电池的应用性能越优。     

全固态锂离子电池硫化物电解质的研究进展

目前,锂离子电池已经广泛地应用于交通、通讯、便携式电子产品及电动工具等领域。传统的锂离子电池采用液体电解液,存在易挥发、易泄漏、抗冲击性能差等缺点,存在安全隐患。全固态电解质具有热稳定性高、循环寿命长、抗震动性能好等优点,是锂离子电池取代液体电解液的一种理想替代方案。硫化物电解质体系具有离子导电率高、制备简便、电化学窗口宽等优点,已经成为全固态锂离子电池的研究热点。综述了全固态锂电池Li₂S-P₂S₅基电解质的最新研究进展,总结了各种性能改进方法,并对其应用前景做了展望。