储能系统直流侧纹波电流对锂离子电池寿命影响分析及优化控制策略

针对储能系统直流侧纹波电流对磷酸铁锂电池寿命影响问题,通过分析磷酸铁锂电池寿命模型的变化机理和规律,发现纹波电流下影响磷酸铁锂电池寿命的关键因素是电池充放电状态期间的电流平均值而非电流有效值,电池充放电状态期间电流的平均值越大,电池老化程度越快,并通过设计仿真以及实验验证了所发现的规律。基于该规律可优化储能系统安全经济运行的控制策略,在电网不平衡时采取抑制交流侧功率波动而放宽直流侧功率波动的控制策略,并在光储系统恒定有功功率并网时,基于电池老化特性曲线和储能系统并网谐波含量符合要求下,提出了一种延长储能电池使用寿命的多储能变流器协调控制策略,与传统控制策略相比,可减缓电池老化速度的19.8%。     

磷酸铁锂电池性能与应用研究

磷酸铁锂电池具有工作电压高、能量密度大、循环寿命长、安全性能好、自放电率小、无记忆效应的优点。介绍磷酸铁锂电池的结构特点和充放电原理,对磷酸铁锂电池储能系统的构成和系统能量转换原理进行讨论,就磷酸铁锂电池在电动汽车电池、电网削峰填谷、风力发电、光伏发电等可再生能源的安全并网,分布式电站,UPS电源等领域的应用进行研究。     

阳极预锂化锂离子电池老化过程的演变及分析

石墨/磷酸铁锂电池具有寿命较长、原料来源广、成本较低等优点,是用作储能电池的优秀候选者.然而,由于活性锂消耗造成的不可逆容量损失是制约磷酸铁锂电池使用寿命的关键因素.预锂化技术通过添加一定量的活性锂来补偿锂离子电池使用过程中对可循环活性锂的消耗,使其与正常磷酸铁锂电池相比,在相同循环次数或存储条件下能够获得更高的容量和...     

双锂电池–电容器混合储能系统控制策略设计

针对电池储能用于平抑风电功率波动时频繁充放电切换工作状态降低了电池使用寿命的问题,提出了锂电池寿命衰减程度评价方法,并根据此方法确定了锂电池在寿命周期内吞吐最大电量所对应的最佳运行充放电循环深度。考虑到能量型储能介质和功率型储能介质的优势互补以及单电池储能运行充放电循环深度对电池带来的不利影响,采用了基于双锂电池和超级电容器的混合储能系统主电路结构,并根据分段均值方法确定储能系统的参考功率,设计了锂电池运行在最佳充放电深度内的运行控制策略。最后基于国内某风电场的实测风电功率数据,对提出的储能系统结构和运行控制策略的合理性和有效性进行了验证。算例结果表明,在完成同一个目标指令时,单储能运行时充放电循环深度与标准充放电循环深度的偏离程度较大,对电池储能寿命衰减的影响较大;而双电池储能A、B单元能在所提出的协调控制策略下尽可能运行在标准充放电循环深度,从而提高了电池的使用寿命和经济效益。     

风储联合发电系统中锂电池寿命评估

利用电池储能构建大规模风储联合并网发电系统,改善风电的波动性,成为目前研究的热点。然而在此运行方式下,电池处于频繁的充放电运行状态,为了优化电池的控制并提高其使用寿命,如何对其寿命进行评估十分重要。本文以锂电池为研究对象,分析其实验条件下的寿命特性,考虑不规则充放电循环深度和充放电次数的影响,构建了风储联合运行方式下锂电池的寿命评估方法,并设计了电池储能平抑风电功率波动控制策略和评价指标。基于实测风电数据,对此控制策略下风储联合发电系统的运行性能和锂电池的寿命进行评估。     

磷酸铁锂电池性能衰退与容量预测模型研究

动力电池由于老化导致的性能衰退与储能系统功率吞吐能力密切相关。为了揭示磷酸铁锂电池的老化特性,进行了实验研究。通过不同恒定倍率下的循环老化实验和特性实验,获取了磷酸铁锂电池特征参数的变化规律以及容量增量分析(ICA)曲线的变化趋势。实验结果表明,磷酸铁锂电池的容量和欧姆内阻随老化变化明显。利用半经验老化模型结合2 C循环老化实验结果验证了电池可用容量预测结果,预测模型能够有效地预测电池可用容量衰减,预测误差在2%以内。     

磷酸铁锂电池在光伏发电中的应用

高性能的储能电池对光伏产业的发展至关重要。相比于铅酸电池,磷酸铁锂电池具有比能量高、储能效率高、循环寿命长、使用成本低等优势。利用该类型锂电池作为储能装置,可把能源效率提高至90%左右,因此非常适合用作新能源储能装置。就常规性能、储能特性等方面将铅酸电池和磷酸铁锂电池作了对比。在分析了将磷酸铁锂电池用作光伏系统储能装置的可行性的基础上,设计了相应的光伏发电储能系统。     

后备用磷酸铁锂电池组应用特性研究

后备电池的浮充工况不同于循环充放电工况,后备用磷酸铁锂电池沿用了与循环充放电工况相同的电池管理方法,造成电池组管理不当,引起电池寿命衰减严重、电源供电故障、甚至是安全事故,论述了磷酸铁锂电池浮充工况特性及管理方法,对提升后备磷酸铁锂使用性能具有重要意义.     

镍钴锰三元电池与磷酸铁锂电池性能对比

镍钴锰三元电池与磷酸铁锂电池是当今两大主流锂离子电池,他们均能满足车辆动力系统需求.但两种类型电池具有各自的特点,如镍钴锰三元电池具有更高的能量密度和电压,磷酸铁锂电池具有更长的循环寿命及更优的安全性能.本文通过对两种类型电池分别进行充放电性能对比、循环伏安曲线对比、阻抗对比、倍率性能对比、混合动力脉冲能力特性对比,概...     

负极为钛酸锂的软包装锂电池

以锂钛复合氧化物Li4Ti5O12作负极,三元材料作正极的软包装锂电池为研究对象,对电池进行高倍率充放电,结果显示电池高倍率充放电性能表现优异。电池在6 C充电和6 C放电下,循环900次,容量保持率仍然在88.6%左右。对比了三种不同电解液和不同化成方式下电池的性能表现,结果表明采用电解液3的电池在循环性能和容量保持率方面表现最佳,在循环724次(6 C充6 C放)之后,容量保持率仍然有96.4%。     

不同正极活性物质的钛酸锂负极锂离子电池

采用4种正极活性物质,设计32650型4.0 Ah钛酸锂(Li_4Ti_5O_(12))负极锂离子电池,评估充放电倍率性能、放电温升、低温放电性能、循环性能和安全性能。尖晶石镍锰酸锂(Li Ni0.5Mn1.5O4)正极电池的电压平台高(3.15 V),-20℃下的1 C放电(3.3~2.0 V)容量是常温时的83.16%,比能量为74.57 Wh/kg;磷酸铁锂(LiFePO_4)正极电池的电压平稳(1.70 V),适用于对电压要求严格的领域。三元材料正极电池中,镍钴锰酸锂(LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2)正极电池的各项性能较优,3 C循环3 486次的容量保持率为102.58%,可用于快充领域;镍钴铝酸锂(LiNi_(0.8)Co_(0.15)Al_(0.05)O_2)正极电池更适合于储能领域。     

储能锂电池组串现场容量试验方法研究

储能锂电池组串由大量锂电池串并联组成,由于其电压高、电流大、容量大,无法使用电动汽车锂电池模组容量试验方法。描述了储能锂电池组串容量的定义,分析了充放电倍率、温度、充放电截止电压对锂电池容量试验的影响,比较了锂电池容量试验标准,并根据不同厂家电池组串容量试验方法,提出了一种具有通用性的储能锂电池组串现场容量试验方法,该试验方法对储能电池维护工作具有指导作用。     

石墨形貌对锂离子电池倍率性能的影响

选取了4类不同形貌的人造石墨样品作为锂离子动力电池的负极材料,结合XRD、SEM等手段对石墨的结构、形貌和物理性能进行分析,并组装圆柱形磷酸铁锂(LiFePO_4)动力锂离子电池进行电化学性能测试,综合考察石墨形貌对动力电池倍率性能的影响。采用二次造粒型石墨负极的LiFePO_4电池表现出较好的倍率和循环性能,6C倍率放电保持率达105.9%,6C放电温升32℃,6C循环200次,容量保持率91.06%。     

超大容量金属氢化物-镍电池的储能机遇

当前金属氢化物-镍(MH/Ni)电池在电力储能领域具备一定的优势,如进行差异化定位,可实现大型电力储能领域的拓展应用。MH/Ni电池具有安全性好、低温性能好及循环寿命长的优势,适用于电力储能领域,特别是高寒地区。MH/Ni电池大型化结构技术取得突破,开发超大容量MH/Ni电池,拓展储能领域的市场已成为现实。     

磷酸铁锂动力电池寿命中期低温安全性能

以剩余容量84%的磷酸铁锂动力电池为样品,首先在25、0和-10℃充放电循环,然后对不同温度循环后的电池进行热安全实验(ARC实验),最后对不同温度循环后的电池进行拆解,通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)进一步分析电池正负极材料的理化性能。实验结果表明,寿命中期的电池低温性能较差,电池在25、0和-10℃环境下,循环50周容量保持率分别为100%、93.5%和20%;寿命中期的电池低温循环后热安全性能降低,25、0和-10℃下循环后的电池热失控温度分别是165、157和108℃,低温循环使电池热失控温度提前;电池在低温循环过程中发生不可逆的电化学反应,负极极片表面产生锂枝晶,这是电池低温性能衰减和安全性能降低的主要原因。     

石墨/LiFePO_4锂离子电池高温存储后的性能

将荷电态(SOC)为2%(剩余电量为0.1 Ah)的石墨/LiFePO_4锂离子电池分别在不同温度(25℃、50℃、60℃和70℃)下存储6 h,测试常温/高温荷电保持能力、低温(-20℃)放电和常温1 C循环(2.50~3.65 V)性能。电池的常温/高温荷电保持能力和低温(-20℃)放电性能均随存储温度的升高先增强、后减弱,经60℃存储后,电池的上述性能最优;在常温下1 C循环1 500次后,高温(≥50℃)存储后电池的容量保持率约为88%。     

基于气体在线监测的磷酸铁锂储能电池模组过充热失控特性

磷酸铁锂储能电池的热失控预警是其大规模推广应用急需解决的问题.首先分析了磷酸铁锂电池热失控产气机理,以硬壳磷酸铁锂电池模组和软包磷酸铁锂电池模组作为试验对象,分别由32块单体电池4并8串组成和72块软包单体电池6并12串组成,搭建与真实储能舱环境一致的试验平台.通过恒流过充的方式研究硬壳和软包磷酸铁锂电池模组过充至热失...     

磷酸铁锂锂离子电池SOC的电流脉冲探测

在不同荷电状态(SOC)下,研究磷酸铁锂(LiFePO4)锂离子电池对充放电电流的响应程度,确定几组响应最强烈的电流.将电池组在实际装车运行中该电流下的脉冲数据与电池管理系统中的数据对照,作为辅助方法对当前计算的SOC进行校正,然后采取合适的策略对电池组均衡.试验证明,电池组的容量提高了10％以上.     

锂离子电池发展的前瞻——第14届国际锂电池会议评述

介绍了2008年6月22-28日在中国天津召开的第14届国际锂电池会议的学术发展情况.具有较好安全性能的磷酸铁锂正极材料和具有较高倍率特性和较好循环性能的纳米电极材料是最近的研究热点;改进负极材料和电解质,是进一步改善锂离子电池安全性能的关键;优化制备和平衡电池组技术,是亟待解决的动力电池的关键技术.     

温度对LiFePO4锂离子动力电池的影响

磷酸铁锂(LiFePO4)锂离子电池的性能受环境温度的影响较大,在环境温度低于0℃时,电池的内阻迅速增加,比能量和比功率迅速下降,电动汽车的起动性能受到影响.为了使电池组能正常运行,需要采取保温措施.由于LiFePO4锂离子电池的内阻较高,电池组运行时温度升高,为保证安全运行,要提供冷却系统.