磷酸铁锂电池循环过程中电化学交流阻抗研究

研究了商品化磷酸铁锂电池不同倍率循环过程中的电化学交流阻抗谱,分析了电池体系中各部分阻抗随循环次数的变化规律,并对不同循环次数的正负极片表面形貌进行了表征分析。实验表明在较高倍率下电池容量衰减较快,其影响因素主要是石墨负极结构的破坏,与之相对应的是在交流阻抗谱上中低频区新出现的一段圆弧,说明交流阻抗谱的变化与电池性能劣化状态具有相关性。结果表明可以通过电化学交流阻抗谱的特征变化来判断电池的容量劣化状态,为电池的分级筛选和建立梯次利用电池快速评价系统提供了理论依据和技术支持。     

储能用锂离子电池动态阻抗模型及其特征参数研究

为了能更加准确地判断锂离子电池的动态一致性,本文利用电化学阻抗谱作为电池外特性和内特性的联系纽带,旨在通过交流阻抗谱的测试手段来开展锂离子电池动态阻抗模型的研究。通过电化学阻抗谱测试实验,基于最小二乘法并根据实验数据对电池动态阻抗模型参数进行识别,得到锂离子电池的动态阻抗模型。试验表明,该方法所提取的锂离子电池动态阻抗模型能很好的满足储能试验的要求,具有很高的精度,可作为锂离子电池组一致性判断的依据。     

膜电极压缩对HT-PEM燃料电池性能的影响

膜电极(MEA)的压缩率对高温质子交换膜燃料电池(HT-PEMFC)的性能具有重要影响。实验中采用相同厚度的MEA和5种不同厚度的垫片,在最大预紧力下,自行组装了5种HT-PEMFC。实验测试了HT-PEMFC的性能曲线和交流阻抗特性曲线,分析了燃料电池安装时的压缩率和电池温度对其伏安特性和交流阻抗特性的影响。实验结果表明HT-PEMFC的性能随电池温度升高而提高;MEA压缩率为20.8%的HT-PEMFC性能明显优于其他压缩率的电池性能。实验结果对HT-PEMFC操作参数优化和实际应用具有重要价值。     

晶体硅太阳电池焊接应力研究

晶体硅太阳电池的焊接工艺是太阳电池组件制造过程最主要的工序之一,焊接过程造成的电池碎片是影响组件生产成本的主要因素。通过分析不同焊接区域、焊接温差及不同规格焊带对电池片应力分布的影响,选择优化合理的焊接位置、焊接温度和焊带,达到降低焊接过程中电池碎片的目的。     

晶体硅太阳电池非标准条件下精细模型的研究

从理论和实验方面对影响丝网印刷晶体硅太阳电池非标准条件下发电性能的因素进行了理论分析和实验研究。建立了晶体硅太阳电池在非标准条件下的精细发电模型,以使能更精确的预测晶体硅太阳电池在非标准条件下的发电性能,这对光伏系统工程设计人员来说特别需要。     

长寿命锂离子蓄电池存储性能研究

为满足锂离子蓄电池大于15年的长寿命使用需求,对锂离子蓄电池在不同存储条件下的性能进行探索。设计了不同温度、不同荷电态对锂离子蓄电池进行储存实验,通过交流阻抗、直流动态阻抗、电性能测试及安全性测试,总结电池在长期储存过程中以及循环使用过程中电池的阻抗特性、安全性变化规律,为较全面、系统地评估电池的性能和状态、进行技术分析打下基础。     

高功率储备式一次锂锰电池正极的研究

研究了储备式锂二氧化锰电池正极的制备工艺。通过X射线衍射(XRD)对不同方法处理二氧化锰的结构进行表征,采用恒流放电及交流阻抗谱方法研究了不同正极制备工艺所得样品的电化学性能。结果表明,通过对正极活性物质二氧化锰的改进、正极基体和粘合剂的优化选择,电池在0.4 C放电倍率下,放电比容量可达到200 m Ah/g。     

QE测量在晶体硅太阳电池研究中的应用

介绍了量子效率测量的原理以及此项技术在太阳电池研究中的应用。通过对晶硅太阳电池量子效率的测量,分析了不同设备和工艺参数对太阳电池量子效率的影响,为优化生产工艺,提高电池性能提供有力的依据。     

可充中性锌锰电池交流阻抗特性

本文测定了使用ZnCl_2—ZnSO_4混合电解液的中性可充式Zn—MnO_2电池,经不同放电和充电过程后的交流阻抗和MnO_2/C电极的X—射线衍射分析谱,对引起阻抗变化的原因给予解释,从而指出,该电池在浅充、放电制度下,可维持良好循环特性。     

晶体硅材料太阳电池的光吸收率仿真研究

通过理论分析、仿真和实验测试,确定了影响晶体硅太阳电池太阳吸收率的主要因素,其中铝背反射器、硅片表面形貌、硼扩散对太阳吸收率的影响较为显著,硅片厚度、磷扩散的影响相对较低。采用有陷光结构的高效硅电池能明显降低电池的太阳吸收率,滤光玻璃盖片叠层电池太阳吸收率比普通玻璃盖片叠层电池低16.2%。     

背接触太阳电池绝缘浆料分析及工艺优化

介绍了背接触太阳电池用绝缘浆料的材料性能及工艺优化。通过分析绝缘材料的微观结构和元素组成,并对不同条件下的绝缘浆料进行差热分析,对绝缘材料的固化条件进行实验验证,研究了绝缘浆料对电池效率的影响,优化了绝缘浆料的固化工艺。     

退役磷酸铁锂动力电池性能评估

以某型号退役磷酸铁锂软包装电池为样本,分析了电池的放电容量、内阻和自放电特性,研究了电池在不同荷电状态(SOC)下的交流阻抗特性,测试了电池不同倍率和温度下的充放电特性,分析了电池的循环寿命和日历寿命,测试了电池在滥用条件下的安全性能.结果表明:该电池的容量在额定容量的85％左右,多数电池内阻在2.4～3.4 mΩ,搁置28天后的容量保持率在97％以上,随着SOC的降低,电荷传递阻抗开始逐渐增大;在25℃下具有良好的循环特性,但在45℃环境下,循环性能明显下降,在常温下具有良好的日历寿命;在0℃及以上温度时,该电池具有良好的倍率充放电性能;该电池可通过多项安全试验,表现出较好的安全性能.     

晶体硅太阳电池组件封装的电学损失分析

晶体硅太阳电池的封装损失主要包括电学损失和光学损失,分析及减少这两部分的功率损失是优化晶体硅太阳电池组件封装的主要方向。对晶体硅太阳电池封装的电学损失进行了深入探讨,通过对规格为125 mm×125 mm,72片串联的单晶太阳电池进行不同的封装测试,得出结论:改进电池片分选方法,降低焊带和接线盒电阻可有效地减小组件的封装损失,提高组件的输出功率。     

混合电动车用高功率氢镍电池的研制

采用XRD、SEM、循环伏安和交流阻抗测试,对不同面密度的MH-Ni电池电极性能进行了研究。实验结果表明：当面密度为0.617kg/m^2时,电极具有良好的氧化还原性和质子扩散速率;采用泡沫镍电极工艺制备出D型高功率镍氢动力电池,其功率密度可达到1200W/kg,能量密度达到49.4Wh/kg。该材料改善了电池的比功率特性。     

C/LiFePO_4动力电池电化学交流阻抗谱的研究

电化学交流阻抗谱可以在不同的充放电条件下提供电池内部欧姆阻抗、电化学极化和离子扩散阻抗变化信息,是判断电池使用性能的有力工具。通过对60 Ah LiFePO4动力电池进行多种荷电状态(SOC)和健康状态(SOH)下的电化学交流阻抗(EIS)测试,分析欧姆阻抗Rs、电荷传递阻抗Rct和扩散阻抗Zw等EIS参数随电池SOC和SOH状态的变化规律。结果表明,在不同SOC状态下,Rs几乎不变,Rct和Zw在SOC为0~25%和75%~100%两端区间内明显增大,中间区域基本趋于稳定;在100%~95%SOH状态下,Rs、Rct和Zw基本保持稳定,当SOH降低至90%时,电池性能不断衰减,Rct和Zw也明显增大。由此可知,EIS参数可部分反映电池内部极化状态,能够预测储能电池的衰减情况。     

梯次利用锂离子电池电化学阻抗模型及特性参数分析

基于电化学阻抗谱测试结果,建立了梯次利用锂离子电池电化学阻抗模型,实验验证了模型精度,误差在2%以内。研究了阻抗模型特性参数随电池荷电状态(SOC)和老化状况的变化特性,测试结果表明,电池的直流内阻随着SOC的变化基本保持不变,在两端SOC区间,即(0,0.3)和(0.8,1.0),电化学极化阻抗和浓差极化阻抗均显著增大。电化学极化阻抗和浓差极化阻抗随着电池循环次数的增加明显增大,而欧姆内阻变化较小,表明车用锂离子电池多次循环后的性能变差主要是由于电化学极化阻抗与浓差极化阻抗的增大引起的,为梯次利用锂离子电池在储能系统中的应用奠定了理论基础。     

交流阻抗谱法研究燃料电池的极化阻力

电化学阻抗谱(Electrochemical Impedance Spectroscopy,EIS)是用于研究燃料电池电性能的一种重要手段,因其包含了大量的电池极化阻力等方面的信息。通过对电化学阻抗谱的分析可以得到电池的欧姆极化电阻、电化学极化电阻和浓差极化电阻等数据。分析了固体氧化物燃料电池常见的各种形状的交流阻抗谱,给出了各自的等效电路,并通过对等效电路的拟合求得了电池的极化电阻。与文献中普遍采用的直接读图法相比,拟合法得到的电池极化电阻数据更准确、更合理。     

不同SOC下大容量氢镍电池的交流阻抗特性

研究了大容量MH-Ni电池在不同SOC下的交流阻抗特性。MH-Ni电池的阻抗图谱包含一个高频区的半圆和低频区的直线。研究发现,MH-Ni电池的欧姆阻抗及其对应的频率、电化学反应阻抗,以及半圆阻抗虚部最大值处的频率可以有效地用于SOC的分析和预测。     

基于伪随机二进制信号的电池阻抗测量

利用伪随机二进制信号为电池系统的激励信号,测得相应的输出端电压.在考虑温度和老化等因素对电池阻抗频域特性影响,注入不同幅度的电流信号,实现电池阻抗实时快速测量.在搭建的实验测试平台上进行验证,结果表明,相比传统电化学阻抗谱测量技术,采用伪随机二进制序列信号进行阻抗测量方法快速简单.它能够有效实时地对非线性电池系统进行辨识,较为准确地测量在不同环境下电池阻抗动态变化.     

基于伪随机二进制信号的电池阻抗测量

利用伪随机二进制信号为电池系统的激励信号,测得相应的输出端电压.在考虑温度和老化等因素对电池阻抗频域特性影响,注入不同幅度的电流信号,实现电池阻抗实时快速测量.在搭建的实验测试平台上进行验证,结果表明,相比传统电化学阻抗谱测量技术,采用伪随机二进制序列信号进行阻抗测量方法快速简单.它能够有效实时地对非线性电池系统进行辨识,较为准确地测量在不同环境下电池阻抗动态变化.