电动汽车用锂离子电池低温性能和加热方法

为提高锂离子动力电池的低温充放电性能,以锰酸锂80 Ah电池单体为研究对象,进行低温下电池充放电特性实验研究,提出宽线金属膜加热方法,并对-40 ℃下的电池单体进行加热和放电实验,采用不同的预热时间,对加热后电池放电性能进行比较实验.结果表明:低温下,电池的充放电性能显著衰减,采用宽线金属膜加热方式能显著提升电池的低温放电性能;同时,通过对比实验发现,仅增加预热时间对提高低温电池放电性能的效果有限.     

电解液添加纳米氧化铝对锂离子电池性能影响

将纳米氧化铝粉体加入到锂离子电池电解液中,通过充放电测试、充放电循环测试以及交流阻抗分析,研究纳米氧化铝的添加量对锂离子电池电化学性能的影响.结果表明,在电解液中添加一定量的纳米氧化铝粉体可以有效提高电解液的电导率,减小电荷传递电阻,提高锂离子电池的电化学性能.当纳米氧化铝添加量为1.0％(质量分数)时,锂离子电池充放...     

激光能量传输用砷化镓电池温控技术研究

激光能量传输是能量无线传输的一种方式,研究了激光能量传输的能源转换端砷化镓电池的温控技术,通过COMSOL多物理场仿真软件结合试验测试方法,对比了封装电池片自然散热、翅片、加翅片和风扇方式,在1 W热源情况下仿真结果显示砷化镓电池片温度分别为153.4℃,46.8℃,39.4℃。另外,研究了热管对砷化镓电池散热效果,测试了激光无线传能的光电转换效率,研究发现通过温控技术,能有效降低激光光伏电池工作温度,大幅提升激光光伏电池的光电转换效率,在激光功率1.4 W时,达到59%,高出不经温控时的7.3%;当功率为6.2 W时,热管散热情况为55.9%,提高了不加温控技术时的18.9%。     

动力锂离子电池老化速率影响因素的实验研究

针对动力锂离子电池的老化现象,以高比能量锂离子电池LG-21700为研究对象,以放电容量、欧姆内阻以及极化内阻作为表征参数,基于电池测试系统分别探究了充电倍率、放电倍率、充电截止电压、放电截止电压以及环境温度5种老化应力对电池老化速率的影响.研究结果表明:充放电倍率越大时,容量衰减速率越快,欧姆内阻和极化内阻的增长速率越快;充电倍率是影响老化速率的决定性因素,当充电倍率达到1.00 C时,电池的循环性能极差;充放电的截止电压区间越大,电池容量衰减速率以及欧姆内阻、极化内阻的增长速率越大;恒流恒压的充电方式有助于延缓老化;动力电池在低温环境中进行老化时,由于锂沉积的作用,其容量衰减速率以及内阻增长速率剧烈升高.综合考虑电池的容量特性、循环特性以及工作温度,在30～35℃进行充放电不仅可以延缓电池老化,还可以提高电池的工作性能,保证电池安全.综上,减小充放电倍率、充放电深度以及在合适的环境温度使用电池可以有效延长电池的使用寿命.     

锂离子电池温度特性数值模拟

锂离子电池的飞速发展为各行业提供了广阔的空间,但锂离子电池的温度变化较为敏感,要加强对锂离子电池的高效热管理系统.通过对锂离子电池数值模拟分析,研究其电池内部温度分布、反应热及空气强制对流冷却.基于在三维基础上应用Comsol软件进行了模拟,并对其结果进行分析比较,且对锂离子电池散热和合理利用具有重要意义.     

华为中央研究院锂离子电池研究获重大突破

正华为中央研究院瓦特实验室在锂离子电池领域实现重大研究突破,推出了业界首个高温长寿命石墨烯基锂离子电池。测试结果显示,该实验室研发的以石墨烯为基础的新型耐高温锂离子电池技术可使锂离子电池的上限使用温度提高10℃,使用寿命达到普通锂离子电池的2倍。该项性能突破主要来自于3个方面:在电解液中加入特殊添加剂,除去痕量水,避免了电解液的高温分解;电池正极选用改性的大单晶三元材料,提高了材料的热稳定性;另外,采用新型材料石墨烯,可实现锂离子电池与环境间的高效散热。     

电动汽车用锂离子电池热特性试验研究

为研究锂离子电池的热特性,以3 200 m A·h、3.67 V圆柱形三元材料锂电池为研究对象,进行了不同温度、不同充/放电倍率的热特性试验和低温加热试验.试验结果表明:随着充/放电电流的增大以及环境温度的降低,电池温度快速升高,低温下加热可以提高锂离子电池的充/放电性能.     

不同热边界条件下热管对沥青混凝土换热特性的影响

沥青混凝土在阳光的照射下会迅速升温,影响路面的高温稳定性.热管是一种理想的散热、均热和热能输送元件,可有效降低路面内的升温速率.采用数值模拟方法,建立了沥青混凝土的三维模型,考虑了有、无热管两种情况,对距路面不同深度位置的温度-时间响应特性进行了计算,并分析了路面吸热和放热两种不同热边界条件对换热特性的影响.计算结果表明,在加热过程中,热管会显著降低路表温度,最高降温幅度可达9℃,而且会阻止热量进一步向深层传递;在冷却过程中,热管会加快路表冷却,同时使其周围温度保持较好的均匀度,有助于减小内部应力,提高路面稳定性.     

相变材料/导热翅片复合热管理系统应用于三元体系锂离子动力电池模组实验研究

以三元动力电池模组为研究对象,通过研究自然对流、相变材料（Phase Change Materials,PCM）、相变材料/导热翅片3种不同散热技术,分析3种不同热管理系统（Battery Thermal Management System,BTMS）在室温（25℃）和高温（45℃）工况下不同恒定倍率放电及充放电循环过程中的温度变化规律、产热速率及温升速率,测试整个电化学反应进程中的最大温度及最大温差技术指标,深入研究不同散热介质对于电池组安全性能的影响机理。结果表明,无论室温/高温环境条件恒定倍率放电和大电流充放电循环工况,相变材料/导热翅片电池组通过对电池组侧面和正负极处进行强化传热,具有明显有效的降温和均衡温度的能力,可以实现电池组最高温度的快速降低,并维持电池模组最高温差在5℃以内,满足动力电池模组的散热需求。     

热管散热器变工况性能实验研究

用实验方法对一台新型热管散热器进行了变工况性能测试研究.人工环境实验室的空气处理机组模拟环境温度（即冷侧进风温度）,用电加热装置调节散热器热侧（热管蒸发段）空气进口温度.冷侧进风温度在5-41.5℃范围调节,热侧进风温度在20-55℃范围调节,得出散热功率与冷热侧进风温差有关而与进出风温度范围无关;对充液率分别为35%和25%热管散热器进行变工况实验研究,得出了热管散热器充液率25%时性能优于充液率35%时性能等结论.     

锂离子电池硅/石墨/碳负极材料性能

为提高锂离子电池硅基材料的循环性能,用高温固相热解法合成硅/石墨/碳复合材料.采用XRD、循环伏安和充放电技术表征其结构和电化学性能.考察不同的粘结剂体系和极片热处理对材料电化学循环性能的影响.结果表明:采用水性粘结剂可以提高材料的电化学性能;对极片进行热处理也可以很好地提高电极的循环稳定性.首次脱锂比容量为970.5 mAh/g,40次循环后,脱锂比容量仍高达822.1 mAh/g.     

Novel Nanosized Adsorbing Composite Cathode Materials for the Next Generational Lithium Battery

A novel carbon-sulfur nano-composite material was synthesized by heating sublimed sulfur and high surface area activated carbon （HSAAC） under certain conditions. The physical and chemical per- formances of the novel carbon-sulfur nano-composite were characterized by scanning electron microscopy （SEM）, Brunauer-Emmett-Teller （BET） and X-ray diffraction （XRD）. The electrochemical performances of nano-composite were characterized by charge-discharge characteristic, cyclic voltammetry and electrochemical impendence spectroscopy （EIS）. The experimental results indicate that the electrochemical capability of nano- composite material was superior to that of traditional S-containing composite material. The cathode made by carbon-sulfur nano-composite material shows a good cycle ability and a high specific charge-discharge capacity. The HSAAC shows a vital role in adsorbing sublimed sulfur and the polysulfides within the cathode and is an excellent electric conductor for a sulfur cathode and prevents the shuttle behavior of the lithium-sulfur battery.     

基于CFD分析的电动汽车电池包加热方法

锂离子电池对温度环境要求严苛,在低温下常出现失效、寿命衰退等现象. 因此,为电池包设计高效、均匀且节能的加热方案,成为电动汽车在北方环境下发展的关键. 引入计算流体动力学（CFD）的仿真计算方法,并采用多孔介质理论对电池包中电池模块进行简化分析,对电动汽车电池包在加热过程中的温升特性进行仿真分析计算,将仿真计算结果与实测数据进行对比验证,证明所采用的仿真方法及多孔介质简化模型可有效应用于电动汽车电池包的加热方案评估. 根据分析结果对加热方案提出修正,并设计分块化的加热方案,即对局部加热功率进行控制. 计算结果显示,优化后的分块加热方案,在总体功率降低167 W（约7%）的情况下,仍然可在50 min内将电池包从?13 °C加热到5 °C,并且将电池包中电池区域最大温差控制在5 °C以内.     

导热硅胶/相变材料复合组件在电池热管理中的应用

一种低温导热硅胶/相变材料复合组件在电池模组中的使用,有效地解决了相变材料由于液化而发生的析出问题,同时保持相变材料高导热与高潜热值.由于导热硅胶片具有一定的弹性与黏性,使得整个系统具有一定缓冲作用,减少了相变材料与电池之间的接触热阻,进一步提高了整个系统的散热性能.在3C放电倍率下,相比自然冷却方式的66.63 ℃,...     

尖晶石锂锰氧化物的电化学性能研究

以LiOH.H2O和Mn(CH3COO)2.2H2O为原料,用微波烧结和固相烧结相结合合成了尖晶石型Li4Mn5O12正极材料.XRD分析、DTA分析、循环伏安和充放电实验表明,先用300W的微波烧结30min,然后再用380℃后处理48 h可获得具有纯Li4Mn5O12物相的样品.该样品的初始放电容量为176mAh/g,40循环的放电容量为123 mAh/g.     

能量收集的无线传感器节点能量管理策略

针对能量收集无线传感器网络中传感器节点电池存在存储损耗和容量衰减特性的问题,建立了末梢节点电池存储损耗和容量衰减的通信模型,研究了无线传感器生命周期内吞吐量最大化的问题。将系统优化问题转化为凸优化问题,通过凸优化分析得到与当前能量收集水平、电池能量水平以及信道增益相关的信息传输功率控制策略;提出了适应电池存储损耗和容量衰减的双功率阈值算法,用于优化平均吞吐量;提出了最小化放电空间的电池充放电管理策略抑制电池容量的衰减速度,优化无线传感器的生命周期,并对无线传感器生命周期与电池放电空间进行理论估计。仿真结果表明,在不同电池存储效率、放电空间比例下,本文提出的双功率阈值算法相较于自适应定向注水算法能够通过减少电池的频繁充放电次数,降低收集能量的存储损失,优化了无线传感器的平均吞吐量和生命周期,使生命周期内的吞吐量最大化。     

大容量镍镉电池智能型快速充电装置

镍镉电池具有良好的充放电性能，尤其是对高电压、大电流镍镉电池组，需要针对镍镉电池组不同的充电电压和放电电流，设计出符合充放电特性要求的专用充电设备．对大容量镍镉电池快速充电中的发热及过充问题，提出一种在快速充电过程中叠加短时深度放电脉冲来减少电池极化，减少电池发热，延长镍镉电池组使用寿命的充电方法、分析了用单片机实现该方法的具体过程、单片机构成的硬件控制系统原理，以及软件实现镍镉电池充放电最佳曲线的程序设计思想。     

掺杂对锂钒氧化物电化学性能的改善作用

采用固相烧结法合成了具有Li1+XV3O8结构组成为Li1+XV2.9M0.1O8(M=B,Bi,Ce)和Li1+XV3O7.9F0.1的掺杂正极材料,充放电循环实验表明,在所有掺杂样品中,理论组成为Li1+XV3O7.9F0.1的样品的放电性能和循环性能是最好的,400℃,500℃,600℃烧结的掺氟样的充放电循环实验表明,400℃样品的首次放电容量为235 mAh/g,40循环的放电容量为176 mAh/g,表现出较好的放电性能和循环性能.