软碳掺杂对大容量锂离子电池性能的影响

锂离子电池的低温性能是制约锂离子电池发展的重要因素之一,在负极中掺杂一定比例的软碳能够有效地改善锂离子电池的低温充电性能。对比了不同软碳含量对电池低温充电以及其他性能的影响。随着软碳含量的增加,电池在低温下恒流充电的比例升高,对电池容量及开路电压(OCV)的影响增大。实验结果表明,在负极中掺杂20%的软碳,能够满足电池的低温充电性能,-20℃时其恒流充电比例为56.04%,总充电容量达到25℃时充电容量的81.74%。     

超低温锂离子电池性能的综合调控

为提高锂离子电池-40℃场景下的充放电性能，采用电导率、黏度、SEM和电化学测试等，研究电解液以及负极调控对锂离子电池低温性能的影响。当采用LiBF₄和VC作为添加剂的改性电解液，负极搭配硬碳材料，钴酸锂锂离子电池具备优良的超低温性能。在低温-40℃放电，容量可达常温时的94.9%。该电池具备较好的低温充电能力，在-40℃以0.2 C充电、0.5 C放电在2.5～4.2 V循环100次，容量为首次低温充电时的71.8%。     

软碳电池储能电站低温特性研究

锂离子电池因具有优秀的倍率性能及循环寿命而得到广泛应用,但其较差的低温性能限制了它的进一步发展。而负极材料已成为影响锂离子电池低温性能的重要因素。软碳电池采用新型负极材料,其低温性能得到很大的改善。研究了电池内阻及制造工艺两方面对锂离子电池低温特性的影响,并在已有锂离子电池的基础上提出一种球型结构软碳作为负极材料,制备了锂离子电池,并用实验验证了该材料对电池低温性能的影响。实验结果证明,当温度为25和55℃时,放电深度均为100%。当温度进一步降低,放电深度有所下降,温度越低,下降越明显,但是总体下降幅度不大,在温度为-20℃时,放电深度依然能够达到80%以上。这证明软碳材料电池具有优秀的低温性能,这将扩大锂离子电池的应用范围,为某些特殊环境下的应用提供可能。     

复合负极锂离子电池的低温充电性能

相比人造石墨,软碳具有更好的低温循环性能.考察软碳与人造石墨复合负极材料在三元材料/人造石墨-软碳体系中的低温循环性能.使用软碳与人造石墨(质量比3∶7)复合材料的电芯,在-20℃下以1.0 C于2.5～4.2 V循环25次,放电容量恢复至初始容量的48.20％,高于使用人造石墨的34.73％.分析低温充电曲线可知,使...     

高性能18650型锂离子电池倍率和低温电化学性能的评估及研究

本文采用高镍三元层状LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn(0.3)O_2材料作为正极材料、中间相炭微球作为负极材料制备了18650型锂离子成品电池。电化学性能表明,该锂离子电池具有优异的高倍率特性和低温循环性能。常温测试环境中,电池在3C大电流充放电及2.0-4.2 V工作电位条件下(1C=1553.8mA/g),1000次循环后实际容量保持在80%以上。尤其是低温-20℃测试温度下,采用0.33C充电和1C放电,电池循环100周后的容量保持率高达99.8%,表现出优异的低温循环稳定性能。     

汽车用动力锂电池研究

采用三元材料(NCM)为正极活性物质,人造石墨与软碳为负极材料制成20 Ah的锂离子铝壳电池,研究了电池的电化学性能,实验表明:单体电池的循环寿命达到2 000次,容量保持率仍然在80%以上;低温-20℃放出87.79%的容量,高温55℃放出100%的容量,表现了很好的高低温性能;以3 C充电充入容量的80%,其中恒流充入整个容量的95%,5 C放电放出设计容量的96.35%;倍率性能也有较好的表现。制备的三元体系汽车用动力锂电池,具有较宽的使用温度范围和较长的循环寿命,满足了汽车用使用要求。     

圆柱LiFePO_4电池低温性能的研究

圆柱磷酸铁锂32650-4Ah电池有着优异的循环性能和倍率性能,但低温-40℃放电容量只有常温的40%;采用小粒径磷酸铁锂,复合石墨负极和低温电解液制作锂离子圆柱动力电池,低温性能有较大的改善,电池在-40℃下0.5 C放电容量能够达到常温0.5 C放电容量的75%以上,但循环性能却大大降低,1 C常温循环1 000次后,容量保持率约为80%。     

LiFePO_4锂离子电池的低温性能

采用循环伏安和充放电测试研究了LiFePO4和碳负极材料的低温性能.LiFePO4在25℃时的0.1 C和0.3 C放电比容量分别为156 mAh/g和148 mAh/g,在-20℃时分别为91 mAh/g和65 mAh/g.碳负极材料在-20℃下以0.1 C和0.3 C放电,几乎可放出25℃时的全部比容量.约330 mAh/g.LiFePO4是LiFePO4锂离子电池低温容量的主要影响因素.     

改善锂离子电池的低温充电性能

通过优选电池材料,提高锂离子电池的低温充电性能。与常规材料相比,采用二次颗粒石墨(一次、二次粒子的D_(50)分别为9~10μm和15~17μm)、水溶性粘合剂LA132和添加乙酸丙酯(PA)的低温型电解液,可提高电池的低温充电性能。负极采用95.5%二次颗粒石墨、1.0%导电剂和3.5%水溶性粘合剂LA132,电解液含有低温溶剂时,可达到最优效果。在-5℃、-10℃、-15℃和-20℃低温条件下,电池以0.15 C电流进行恒流充电,Li~+不可逆损耗比例分别为0.01%、0.03%、1.01%和1.35%,负极片表面均未出现析锂现象。     

锂离子动力电池非石墨化碳负极性能研究

对锂离子动力电池非石墨化碳负极材料硬碳和软碳的结构和性能进行了比较研究,发现非石墨化碳负极材料其大电流性能尤其突出,甚至可在-20℃低温大电流充电,表现出了优异的倍率和低温性能。同时发现,硬碳放电性能优于软碳,而软碳充电性能则更优。     

移动通信设备氢镍电池的制备及性能研究

采用烧结镍为正极,添加氧化亚钴和羰基镍粉的储氢材料为负极,聚乙烯(PE)/聚丙烯(PP)的复合物为隔膜,制备得到通信设备用富液式QNG90方形氢镍电池,对所得电池充放电时的温度变化及电化学性能进行测试,并与贫液式QNF90方形氢镍电池进行比较。当富液式电池以0.2 C充电6 h,温升为5.0℃;以1.0 C放电,温升为9.5℃。20℃下对电池进行倍率放电与低温放电测试结果表明,当富液式电池以10.0 C放电至0.8 V的放电容量为室温0.2 C放电容量的73.4%,-40℃下以0.2 C放电时容量为常温0.2 C放电容量的75.2%,50℃下满容量电池以1.436 V恒压浮充50 h,未出现热失控和电流失控,0.2 C充放电的循环次数超过1 100次。     

无人机用聚合物锂离子电池的研制

研制比能量为217.4 Wh/kg的高电压C/LiCoO_2锂离子电池,测试电池在25℃、以6.00 C倍率从4.35 V放电至3.00V的性能,优选正极面密度为2.66 mg/cm~2的电池。该电池在-32℃下的放电容量达到额定容量的83.4%;以1.00 C充电至4.35 V,4.00 C放电至3.00 V循环300次,容量保持率为91.3%;在75℃下储存2 d的压降值为0.146 V,内阻升高0.5 mΩ,且没有胀气现象出现,容量恢复率为87.7%。     

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。     

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。     

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%。     

负极添加膨胀剂后PLC电池容量恢复性的变化

主要利用膨胀剂(聚天冬氨酸)取代PLC用铅蓄电池负极活性物质中的木素硫磺酸钠,并对改进之后电池的低温和荷电保持性能进行测试。结果表明,当添加膨胀剂后,降低了电池首次低温放电容量,随后电池的放电容量随低温循环的次数增多而逐步上升。当电池达到稳定状态时,其低温放电容量与木素硫磺酸钠电池相比较高。当向电解液中加入质量分数为12%的膨胀剂(聚天冬氨酸)后,可细化硫酸铅晶粒,同时增强电池容量的恢复性。     

活性材料汽车动力锂电池制作工艺及性能

主要以聚乙烯为隔膜,锰酸锂(Li Mn2O4)、钛酸锂(Li4Ti5O12)为电池正负极的活性物质制备得到12 Ah软包装锂离子电池。通过选择合适的电解液配方及电极材料,并对制作工艺优化后制备可得实验电池。在1.6~2.8 V下对电池进行充放电实验发现,常温下以4.00 C循环5 000次时,电池的容量保持率仍大于96%;以0.50 C放电时,高温下其容量约为常温下的108.0%;最高脉冲放电比率为2 238 W/kg。     

基于不同衰退路径下的锂离子动力电池低温应力差异性

锂离子动力电池受到的低温冲击通常发生在某一特定情况下,其低温应力与新电池存在一定差异。通过以35A·h复合材料电池为研究对象,针对电池充放电过程中存在的不同反应阶段,利用转化容量增量曲线划分电池工作区间,使电池在不同SOC区间循环老化,跟踪其电化学特性变化,分析衰退机理。在0℃环境下,采用C/3、C、3C/2、2C和5C/2电流依次对老化电池进行充放电冲击,分析基于不同衰退路径下的动力电池低温应力差异性。结果表明:动力电池在不同SOC区间循环使用会产生差异性明显的衰退路径,其低温衰退与其之前经历的循环衰退并不存在映射关系和一致性。同时得到的结论为动力电池成组应用的寿命分析和梯次利用电池的筛选配组提供依据。