LiCr0.1Ni0.45Mn1.45O4/Li4Ti5O12锂电池容量衰减机理的研究

以LiCr_(0.1)Ni_(0.45)Mn_(1.45)O_4为正极,Li_4Ti_5O_(12)为负极组装成新型LiCr_(0.1)Ni_(0.45)Mn_(1.45)O_4/Li_4Ti_5O_(12)电池体系,采用恒流充电模式进行充放电容量和循环性能等电化学性能测试,并通过交流阻抗和循环伏安测试对其容量衰减机理进行研究,结果表明:对于LiCr_(0.1)Ni_(0.45)Mn_(1.45)O_4/Li_4Ti_5O_(12)电池体系,正极活性物质过量越多,循环性能越好;负极-正极活性物质比例N/P为1.1、0.9、0.7的电池体系,25次循环后容量保持率分别为61.4%、70.4%、97.9%;LiCr_(0.1)Ni_(0.45)Mn_(1.45)O_4/Li_4Ti_5O_(12)电池容量衰减的直接原因是电池正负极表面持续生成的CEI膜和SEI膜造成的活性Li~+消耗和电池倍率能力下降。     

钛酸锂电池防产气研究进展

钛酸锂(Li_4Ti_5O_(12))材料因其具有零应变、高电位等特性,是一种十分有潜力的锂离子电池负极材料。但是由于其作为锂电池负极材料时的产气问题,使得该材料在商业化应用时受到阻碍。本文简要介绍了该问题的产生原因并着重总结了目前对该问题的解决方法,从材料改性、新的电解液体系与电解液添加剂、化成等工艺优化等方面阐述了相关的研究进展,对几种方法进行了总结,最后提出该问题今后的研究重点。     

复合三元电池高温循环性能研究

针对LiNi_(0.6)Co_(0.2)Mn_(0.2)O_2(NCM)和LiMn_(0.8)Fe_(0.2)PO_4(LMFP)复合三元电池,从电解液溶剂体系筛选、锂盐研究以及添加剂使用三个方面系统研究了电解液对电池高温性能的影响,通过新型锂盐、添加剂的使用,提升了电池55℃高温循环性能。结果显示:使用DEC代替DMC作为溶剂,降低EMC含量能够有效提升复合三元电池高温性能,高温55℃循环从150次提升至300次;使用1.0 mol/L LiPF_6+0.2 mol/L LiFSI,电池阻抗明显降低,电池高温循环进一步得到提升,55℃循环提升至500次;添加0.5%(质量分数)的LiODFB成膜添加剂时,能够改善负极成膜效果,55℃高温循环提升至700次,当加入过量LiODFB时,电池产生大量CO和CO_2,造成复合三元电池高温循环性能恶化。     

添加剂Li_2CO_3对锂离子电池石墨负极界面特性影响

运用循环伏安法(CV)和电化学阻抗谱(EIS)研究了1mol/LLiPF6/[EC(碳酸乙烯酯)+DEC(碳酸二乙酯)+DMC(碳酸二甲酯)(体积比为1∶1∶1)]中添加Li2CO3对锂离子电池负极石墨界面特性的影响。研究结果表明添加剂Li2CO3可以有效地减弱电解液中EC在0.75V的还原分解以及抑制在0.6V烷基碳酸锂的形成,保持电解液的稳定和降低锂离子的损耗,提高锂离子电池的循环稳定性;在3V开路电位时电解液中添加的Li2CO3对接触阻抗及锂离子在石墨电极中的扩散无影响;电解液中添加Li2CO3可以使石墨负极表面的SEI膜仅在1.00～0.80V内快速形成而在0.6～0.8V内基本不变;EIS拟合表明电解液中添加Li2CO3可以同时降低SEI膜电阻和电荷传递电阻。     

Li_4Ti_5O_(12)材料的制备及碳改性研究

以LiOH为锂源,C_(16)H_(36)O_4Ti为钛源,采用液相法制备Li_4Ti_5O_(12)样品,并考察了烧结温度及热处理时间对材料的影响。为提高Li_4Ti_5O_(12)的导电性,实验选取PVA为碳源以制备Li_4Ti_5O_(12)/C材料。结果表明,Li_4Ti_5O_(12)经5%及10%质量分数的PVA热解处理后,所得Li_4Ti_5O_(12)/C的常温循环稳定性、倍率性能得到显著改善。5C倍率下60次充放电循环后,5%、10%质量分数Li_4Ti_5O_(12)/C材料分别可保持123mAh/g、125mAh/g的放电容量。     

气相色谱仪转化炉的强迫降温

1 问题的提出 目前国内电力系统普遍采用气相色谱仪来分析绝缘中所溶解气体的含量。通常用CH_4、C_2H_6、C_2H_4、C_2H_2、H_2、CO、CO_2等几种特征气体来表征充油电气设备故障。 其中CO、CO_2两种气体都需采用转化炉使其转化成甲烷后,再用氢焰离子检测器     

高安全长寿命LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2/Li_4Ti_5O_(12)电池的制备

研制以Li Ni_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2、钛酸锂(Li_4Ti_5O_(12))分别为正、负极活性物质,25μm厚的聚乙烯为隔膜的方形(245 mm×160 mm×6 mm)12 Ah铝塑膜软包装锂离子电池。筛选电极材料、电解液配方,并通过优化工艺制作的电池在1.5~2.7 V充放电,在常温(25℃)下以4.00 C循环6 000次的容量保持率大于98%,且不胀气;以0.50 C放电,在高温(55℃)下的容量为常温时的108.2%;最高脉冲放电比功率为2 232 W/kg。5只100%SOC电池串联进行针刺测试,不起火、不爆炸。     

锂离子电池负极材料Li_4Ti_5O_(12)的研究进展

锂离子电池具有高的功率密度和能量密度,是最有前景的电动汽车和便携式电器设备的电源之一。而提高锂离子电池电极材料的安全性和电化学性能是目前所面临的挑战之一。Li_4Ti_5O_(12)负极材料具有较高的锂离子扩散系数和安全性,可在大电流下快速充放电,被认为是有可能取代石墨的新型锂离子电池负极材料。但是,Li_4Ti_5O_(12)材料电子电导率低,导电性能差,限制了其在实际生产中的应用。介绍了目前在Li_4Ti_5O_(12)材料改性过程中所采用的方法,包括合成方法、掺杂、表面修饰,以及Li_4Ti_5O_(12)材料的应用和理论计算,分析了Li_4Ti_5O_(12)的研究方向和发展趋势。     

磷酸铁锂/石墨电池浮充工况下的失效机理研究

研究了磷酸铁锂/石墨电池在不同温度和不同荷电状态下的浮充老化行为,对测试过程中电池的体积变化、容量变化、阻抗变化和产气成分进行了跟踪测试。测试结果表明,电池在浮充状态下的老化反应主要是电解液的分解反应和电解液/负极之间的界面反应,而且高温、高荷电态下该反应会加剧;电池容量衰退与产气直接相关,通过对产生的气体进行分析发现,浮充老化产气的主要是电解液还原分解,气体主要成分为CO_2和烷烃类气体。     

Sb2O3对锂离子负极材料Li4Ti5O12电化学性能的影响

采用喷雾干燥法制备尖晶石Li_4Ti_5O_(12)。将所得Li_4Ti_5O_(12)与纳米Sb_2O_3混合后高能球磨得到Sb_2O_3掺杂的Li_4Ti_5O_(12)。经X射线衍射(XRD)测试,结果表明Sb_2O_3未进入Li_4Ti_5O_(12)尖晶石结构。经扫描电子显微镜(SEM)测试,结果表明高能球磨法使颗粒更小、更分散。采用充放电测试、循环伏安法和交流阻抗测试研究了Sb_2O_3对Li_4Ti_5O_(12)电化学性能的影响。研究结果表明,Sb_2O_3的掺杂能提高Li_4Ti_5O_(12)的电化学性能。在15 C的高电流密度下,循环10次后其放电比容量仍保持在113.7 mAh/g,远高于未掺杂的Li_4Ti_5O_(12)电极放电比容量(62.7 mAh/g)。交流阻抗测试结果表明,Sb_2O_3/Li_4Ti_5O_(12)电极的电化学性能改善的主要原因是其R_(CT)值较小。     

用热处理石油焦作锂离子电池负极的探讨

研究了不同热处理温度的石油焦在lmol/L LiClO_4/EC+DEC(体积比为l:1)电解液体系中作为锂离于二次电池负极的充放电行为,探讨了石油焦的结构与其充放电特性的关系,并用原位—X射线衍射(in situ—XRD)测定了充放电过程中Li-C石墨层间化合物的阶转变。     

硬脂酸盐对LR6电池性能的影响

研究了硬脂酸钙、硬脂酸锂和硬脂富马酸钠作为碱性锌锰电池正极添加剂对电池新电性能及70℃高温贮存后性能的影响。研究发现：硬脂酸盐能够提高电池高温贮存性能;硬脂酸锂添加量在0．1％～0．2％时,电池经过高温贮存后,不仅大电流放电性能优于对比电池,中等电流性能也优于对比电池,且用量在0．15％时,高温贮存性能最佳。     

碳酸亚乙烯酯添加剂对锂离子电池性能的影响

用循环伏安(CV)、恒电流充放电(GC)、扫描电镜(SEM)以及傅里叶红外光谱(FT-IR)方法研究了添加剂碳酸亚乙烯酯(VC)对锂离子电池负极界面膜性质及电池循环性能的影响。研究表明,在首次充电过程中VC参与了SEI膜的形成,形成的膜主要成分为Li2CO3以及VC的还原聚合物。充放电实验结果表明电解液中加入少量VC能显著提高电池的初始放电容量,电池的循环稳定性也有所提高。     

温度和添加剂对锂硫电池自放电的影响

采用充放电测试、交流阻抗测试等方法研究了温度和添加剂对锂硫电池自放电的影响?。比较了锂硫电池在不同温度搁置后的自放电行为,实验结果表明,温度越低,锂硫电池的自放电程度越低;同时研究了添加剂对锂硫电池自放电的影响,实验结果表明,以硝酸锂为添加剂,可以在锂负极表面形成较为稳定的SEI膜,抑制聚硫与锂负极的反应。使用添加剂的锂硫电池5℃搁置10天放电比容量为1016mAg/g,自放电率为0.7%/天。     

不同添加剂在离子液体中对锂电极形貌的影响

在金属锂的沉积过程中,由于锂枝晶的产生,严重阻碍了锂作为阳极应用于金属锂二次电池之中。电解液的组成在金属锂的沉积、溶解过程中发挥着重要的作用,采用电化学沉积的方法探究了8种不同添加剂在离子液体1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐中沉积金属锂形貌的影响。实验结果表明:碳酸乙烯酯作为添加剂时能有效抑制金属锂枝晶的生长,形成较为紧密的锂金属层,为开发一种新型的锂离子电池电解液提供了可能。     

军用航空应急起动电源设计与实现

目前,国内军用航空应急起动电源多采用镉镍蓄电池组作为储能单元,镉镍电池组存在能量密度较低、成本高、寿命低等缺陷。为了减小航空蓄电池体积、质量,提升航空应急起动电源性能,提出了一种基于钛酸锂电池模组的航空应急起动电源系统设计方案,组装了一套34 Ah的钛酸锂电池模组替换原有的航空镉镍电池组,并且通过实验对比了钛酸锂电池组与镉镍电池组在常温与低温下大倍率放电性能。针对钛酸锂电池模组,研发了一套电池管理系统,实现了15 kW钛酸锂电池组军用航空应急起动电源的样机设计。     

蒸发-冷凝法回收锂离子电池电解液

针对电解液中有机碳酸酯类沸点、闪点均较低的物理特性,采用低温真空蒸发烘干-冷凝法分离回收动力电池中的电解液.1kg动力电池在140℃真空烘干4 h后,可完全被烘干,但电池外壳上还残留少量黄色液体.蒸气依次在0℃、-20℃、-50℃和-75℃冷凝后得到回收,尾气中无挥发性有机物(VOCs).采用气相色谱(GC)-质谱(M...     

添加剂FEC对锂离子电池性能的影响

采用恒流充放电法和循环伏安法研究了FEC对PC基电解液与石墨负极(改性人造石墨(MAG)和LiCoO2正极体系相容性的影响,使用DSC-TG法分析了FEC对LiCoO2的热稳定性影响。初步探讨了FEC对PC基电解质与MAG相容性的影响机理。GC/MS结果表明,FEC的添加使MAG电极表面形成一层稳定的固体电解液相界面(SEI)膜,抑制了PC共嵌,并使循环性能得到改善。DSC结果分析表明,FEC使LiCoO2在电解液中的热稳定性降低,但优于EC基电解液。     

一维聚硫杂酞菁铁对Li/SOCl2电池的催化作用

在电解液中加入不同含量的催化剂,研究了一维聚硫杂酞菁铁[ P( FePcS2)]对锂/亚硫酰氯(Li/SOCl2)电池的催化作用.P(FePcS2)含量为1.0 g/L的电池以15 mA/cm2的电流密度放电,在25 ℃、55℃及- 40℃时的电压分别提高约120mV、122 mV和230 mV,容量分别提高约1.30...     

废旧动力锂离子电池回收的研究进展

含有镍钴金属的废旧三元动力锂离子电池回收主要采用"放电→热解→破碎→分选→湿法冶金"工艺,得到高价值的镍钴产品。为了缩短三元材料制备路径,对湿法冶金得到镍钴锰溶液直接共沉制备三元材料前驱体。对于体积较大的废旧磷酸铁锂(LiFePO_4)动力锂离子电池,一方面,开发自动化的拆解分选工艺和设备是电池回收处理的难题;另一方面,将报废电池中的正极材料再生为电池级的LiFePO_4和碳酸锂(Li2CO3)电池材料是研究的焦点。