矿用锂离子电池与镍氢电池安全性分析

安全性是矿用设备的基本要求,镍氢电池和锂离子电池是应用较广泛的新型动力电池。对镍氢电池和锂离子电池的构成材料、反应机理等进行了介绍,试验对比分析了2种电池在过充电、过放电、热箱等安全性测试条件下的现象。结果表明:锂离子电池在部分安全性测试中存在燃烧或爆炸现象,并且在电池寿命中后期,其不安全性更加明显,同样测试条件下镍氢电池相对安全。锂离子电池目前不能满足矿用设备的安全性要求,镍氢电池是较适合的矿用电池。     

隔爆外壳中锂离子蓄电池安全性能测试

矿用便携式设备电池经本安处理选择合适的保护方式可以达到电池组件的防爆安全要求,以具有代表性的锂电池为例,阐述在封闭的爆炸性环境中单体锂电池过充、短路、2块电池并联过充及外部爆炸等情况下,对电池本身是否爆炸、是否能引起周围爆炸性环境的爆炸进行研究,实时监测试验过程中隔爆外壳泄压阀打开及关闭2种情况下的压力和温度变化情况。研究证明,锂电池自身爆炸压力巨大,并且温升较高,具有一定的危险性。     

锂离子电池失控机理模拟研究

锂离子电池由于存在热失控风险,安全性不能得到保障,在实际应用中仍存在局限。因此,了解热失控触发后电池的温度场变化规律,分析影响温度变化的因素是很有必要的。本文使用 ANSYS FLUENT 对锂离子电池进行模拟,建立了单体锂离子电池三维瞬态生热模型,通过模拟发电端不稳定导致的不同充放电波动功率输入下电池的温度场变化来研究电池内部热扩散规律;模拟锂离子电池局部内短路触发热失控后的温度场变化来分析热扩散规律。结果表明,锂离子电池的温度和壁面热流密度随输入电流的波动而波动。锂离子电池局部内短路触发后,热失控沿着电极纵向扩展的速率大于沿径向向外扩散的速率,增加对流换热系数能有效降低电池温度升温速率和幅度,降低电池触发热失控的可能性。研究热扩散规律对于实际应用中预测热失控,提高安全性,改善电池冷却工艺等提供了研究依据。     

矿用安全帽灯安全性能分析

对我国目前使用的矿用安全帽灯进行安全性能分析,以便为今后正确使用和管理矿用安全帽灯提供参考。     

废旧锂离子电池化学放电试验研究

废旧锂离子电池退役后仍有电量残余,为便于安全、高效地开展废旧锂离子电池的综合回收利用,构建以硫酸钠、硫酸铜、硫酸锌溶液为放电介质的化学放电体系对废旧锂离子单体电池进行放电处理,探究不同介质、浓度、温度对放电效率的影响。结果表明,三种介质均可安全放电至0V,满足安全放电要求,其中硫酸钠溶液放电过程中介质无损耗,在50%饱和浓度时放电效率较高;三种介质低温环境下放电效率均极其缓慢,在工业化应用中,应采取措施避免环境温度对放电效率的影响。     

矿用便携式设备电池安全选择的探讨

主要从防爆标准及防爆安全角度出发,对于矿用便携式设备如何安全选用电池的问题进行了阐述,同时对电池防爆安全性能及二次电池的本安处理方式进行了详细说明。     

锂离子电池通用充电器的设计

本文设计一种通用锂离子充电器,只要用户手册上电池的特性参数和充、放电曲线与设计的充电器相同,就可以利用它进行充电,以克服专用充电器的不足。     

矿用锂离子蓄电池电源短路保护试验系统

设计了矿用锂离子蓄电池电源短路保护试验系统。系统主要由定时控制单元与数据分析单元组成,定时控制单元由AVR单片机控制主回路的闭合,并可实现自动定时及试验回路的断开,数据分析单元包括数据采集卡及LabVIEW数据分析软件2部分,数据采集卡可自动采集主回路的电流、短路保护元件的端电压及线圈信号,并通过LabVIEW进行试验数据的分析与计算,最终将测试结果进行直观显示。     

矿用救生舱电池组均衡电路的模块化设计

针对多电池的均衡问题,提出并实现了基于开关电容系统的均衡电路模块化设计,与常规设计方法进行实验对比,结果表明了模块化均衡电路均衡时间大大缩短,均衡性能更佳。     

煤矿井下用蓄电池安全性能分析及其控制对策

蓄电池在煤矿井下使用越来越广泛,但由于各类蓄电池性能特点各不相同,安全性能差别较大,选择、控制和使用管理不当,可能给煤矿安全生产带来隐患。基于此,系统分析了煤矿井下用各种蓄电池的安全性能特点,深入研究其各自的优缺点、适用条件和影响安全性能的主要因素,并结合煤矿井下作业环境的特殊要求,提出相应的安全管理对策及建议。     

磷酸铁锂电池用于煤矿蓄电池机车的可行性分析

煤矿井下铅酸蓄电池电机车存在主要问题有:使用寿命短、维护量大、充电时释放氢气,在隔爆、安全性、充电快速性、性价比等方面分析了磷酸铁锂电池用于煤矿井下电机车的可行性,研究了电池管理系统的技术要求及设计方案,提出了一种性价比较高均衡充电策略:即先用大功率充电机对电池组统一大电流快速充电,再用均衡充电模块对各单节磷酸铁锂电池小电流补充充电;针对传统煤矿充电机采用可控硅整流存在效率低、散热不好、体积庞大、成本高、无法智能充电等缺点,大功率充电机采用1种基于三电平直流高频变换器拓扑结构。     

便携式矿灯用锂电池的应用与研究

针对目前便携式矿灯用锂离子电池在过充、过放电时均会损坏电池,低温特性也较差等缺点,介绍了一种LED新型矿灯。主要介绍供电用锂离子电池特性以及LED光源驱动电路的工作原理,并对锂离子电池如何在矿灯特殊照明产品中安全、方便、稳定地使用进行了研究分析。     

论锂离子蓄电池高新材料与锂工业的发展

开发高新技术产业是振兴我国锂工业、使其走出低谷的重要途径。锂离子蓄电池的问世,给我国锂工业带来了新的发展机遇。大力开发和发展我国锂离子蓄电池的高新技术材料产业,使其迅速占领巨大的国内市场和打入国际市场,将给我国锂工业赢得无限商机和可观的经济效益。     

锂离子电池碳负极材料研究进展

综述锂离子电池碳负极材料的研究进展,主要包括中间相碳微球、天然石墨、无定形碳负极材料以及天然石墨表面改性.对天然石墨表面改性是改善锂离子电池负极材料性能的重要手段,通过改性处理,可有效降低石墨电极的不可逆容量,从而使可逆容最和库仑效率有较大程度的提高.由于表面改性天然石墨具有成本和性能方面的综合优势,是今后较长一段时间内,工业化应用的锂离子电池主要负极材料.     

三相碳改性磷酸铁锂复合材料的制备及其电化学性能研究

以磷酸铁、碳酸锂为原材料,葡萄糖、碳纳米管和石墨烯为导电剂,通过砂磨工艺及碳热还原法制备了高性能磷酸铁锂、无定型碳、石墨烯、碳纳米管复合正极材料LFP/C/G/CNTs.材料表征结果表明,碳纳米管、石墨烯和无定形碳与磷酸铁锂复合在一起,成功构建了高速电子传输网络;电化学性能测试表明,LFP/C/G/CNTs具有良好的循...     

矿用蓄电池电机车调速系统性能对比及效益分析

对矿用蓄电池电机车直流调速系统和交流调速系统进行对比,就当今交流调速的主流技术方案进行讨论,重点分析采用交流调速系统后,矿用蓄电池电机车在调速系统性能及经济效益上的巨大差异。     

锂离子电池微米级三维多孔硅负极材料合成及性能研究

三维硅已被证明为极具前景的锂离子电池负极材料,然而现有的三维硅负极在循环性能和初始库伦效率等方面存在挑战。采用盐酸刻蚀、镁热还原和表面组装的策略,从天然蒙脱矿土直接制备出微米级的三维多孔硅/二氧化钛(3D pSi@TiO₂)复合材料。结果表明:复合材料具有的三维多孔结构能够提供足够的空隙,缓解了脱-嵌锂过程中发生的体积膨胀,缩短了电子传输和锂离子扩散的路径,有利于锂离子的快速嵌入和脱出并减少极化;与二氧化钛的有效复合,进一步提高了复合材料的导电率及结构的稳定性;3D pSi@TiO₂负极在0.5A·g^-1电流密度下循环200次后,可逆容量高达1 261.19 mAh·g^-1及90.79%的优异容量保持率,同时初始库伦效率可达到80.6%。