基于ELM和MCSCKF的锂离子电池SOC估计

为了减少噪声对锂离子电池荷电状态估计的影响,本文提出一种新颖的基于极限学习机和最大相关熵平方根容积卡尔曼滤波的SOC估计方法。首先,利用泛化性好、运行速度快的极限学习机作为卡尔曼滤波的测量方程;其次,基于灰狼优化算法,极限学习机的超参数被优化以提高电池荷电状态的估计精度;最后,基于最大相关熵平方根容积卡尔曼滤波,极限学习机的测量噪声被进一步减弱。所提方法可以简化极限学习机繁琐的调参过程,且为闭环的SOC估计方法。所提方法在多工况和宽温度范围内被测试以验证其泛化性能。测试结果显示,所提方法明显地提高了锂离子电池的荷电状态估计精度。同时,对比其他算法,所提方法的平均运行时间仅仅为长短时序列和循环门控单元网络的三分之一。当行驶工况复杂、温度变化区间较大时,所提方法的均方根误差小于1%,最大误差小于3%。当存在初始误差与环境噪声时,所提方法显示出了优越的鲁棒性。      

基于LMI的鲁棒H∞容错动态输出反馈控制设计

针对线性不确定系统,研究了其执行器失效情况下鲁棒容错H_∞动态输出反馈控制设计问题.基于连续型执行器故障模型,利用线性矩阵不等式(LMI)方法提出了线性不确定系统动态输出反馈H_∞容错控制器存在的充分条件,给出了动态输出反馈H_∞控制器的设计方法.所获得的控制器不仅能使故障系统鲁棒稳定,并且能达到给定的H_∞性能指标.仿真实例证明了所提出设计方法的有效性.     

基于融合模型的锂离子电池荷电状态在线估计

针对锂离子电池荷电状态（Stage of charge,SOC）在线估计精度不高,等效电路模型法估计精度与模型复杂度相矛盾的问题,本文对扩展卡尔曼滤波算法进行了改进,并以电池工作电压、电流为输入,对应等效电路模型法的SOC估计误差为输出,采用极限学习机算法,建立基于输入输出数据的SOC估计误差预测模型,采用物理–数据融合方法,基于误差预测模型,建立了等效电路模型法结合极限学习机的锂离子电池SOC在线估计模型。仿真结果表明,改进扩展卡尔曼滤波算法提高了算法的估计精度,而物理–数据融合的锂离子电池SOC在线估计模型减小了由电压、电流测量所引入的估计误差,克服了等效电路模型法估计精度与模型复杂度之间相矛盾的问题,进一步提高了SOC的估计精度,满足估计误差不超过5%的应用需求。      

锂离子电池正极材料LiNiO2及其掺杂化合物

从制备方法、比容量、循环性能,以及安全性能等方面对锂离子电池正极材料LiNiO₂及其掺杂化合物有关的研究进展进行讨论,并提出今后研究的方向和途径,     

Li4Ti5O12作为锂离子电池负极材料电化学性能

采用固相法合成了锂钛复合氧化物Li₄Ti₅O₁₂研究了保温时间对其结构及电化学性能的影响.结果表明,保温时间为2,4h时样品的循环性能比较好,在80mA/g充放电下,30次循环后的比容量可高达159mAh/g.     

基于快速SR-UKF的锂离子动力电池SOC联合估计

针对标准无迹卡尔曼滤波(Unscented Kalman filter, UKF) 算法本身存在着因状态误差协方差矩阵无法实现Cholesky分解而导致滤波发散的隐患,以及在电池状态估计过程中由离线标定的电池等效模型参数而造成的累积误差的问题,本文发展了一种平方根无迹卡尔曼滤波(Square-root unscented Kalman filter, SR-UKF)算法,并设计了一种电池状态联合估计策略。首先快速SR-UKF算法通过对观测方程进行准线性化处理,降低了每次无迹变换时的计算开销;然后在迭代过程中,用状态误差协方差矩阵的平方根代替状态误差协方差矩阵,该平方根是由QR分解与 Cholesky因子的一阶更新得到,解决了UKF 算法迭代过程中可能由计算累积误差引起状态误差协方差矩阵负定而导致滤波结果发散的问题,保证了电池荷电状态(State of charge,SOC)在线滚动估计的数值稳定性;最后采用联合估计策略,对电池等效模型参数进行实时辨识,保证了电池等效模型的准确性与有效性,从而提高了电池SOC的估计精度。仿真对比结果验证了快速SR-UKF算法以及电池状态联合估计策略的可行性与鲁棒性。      

稀土掺杂锂离子电池正极材料LiCoO2的影响研究

在合成LiCoO₂的基础上, 采用共沉淀法掺杂稀土La、Ce、Lu、Y等合成制备了LiRE_xCo_1-xO₂, 并对其进行了XRD、SEM表征及电性能测试。结果表明, 合成的LiRE_xCo_1-xO₂具有LiCoO₂结构, 当稀土La的加入量x < 0.05时, 稀土能完全形成单一LiRE_xCo_1-xO₂相; 稀土的掺入能促进LiCoO₂结晶, 同时使104面的相对衍射强度增加; LiRE_xCo_1-xO₂首次放电容量达147.4mA·h/g, 循环稳定性有所提高。      

锂离子电池负极材料ZnSnO3/C复合物的制备与性能

锡基双金属氧化物作为锂离子电池负极材料因具有高的理论比容量、嵌脱锂电位适中、储量丰富、价格低廉、安全性高以及环保等优点，已经受到了广泛的关注.本研究采用一步原位水热法制备了碳包覆的ZnSnO₃复合材料(ZnSnO₃/C).利用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线衍射、拉曼光谱、X射线光电子能谱分析和恒流充放电测试等一系列表征测试方法对材料的微观形貌、物相组成、结构和电化学性能进行分析.电化学测试结果表明：当作为锂离子电池负极材料时，ZnSnO₃/C复合电极的储锂性能优于纯ZnSnO₃电极.在200 mA·g^–1电流密度下，ZnSnO₃/C复合电极经200次循环后可逆容量可达1274.9 mA·h·g^–1，即使在大电流5000 mA·g^–1下经500次循环仍然提供663.2 mA·h·g^–1的放电比容量，同时也表现出卓越的倍率性能.优异的储量性能归因于ZnSnO₃/C复...     

微波合成锂离子电池正极复合材料LiFePO4/C电化学性能

采用微波合成技术合成锂离子电池正极材料LiFePO₄,并进行碳掺杂,合成出复合材料LiFePO₄/C.通过XRD,SEM和恒电流充放电实验,研究了材料结构形貌和电化学性能.结果表明,掺碳量4%时,采用40mA/g进行充放电,材料比容量可以达到109mAh/g,高倍率性能也有一定程度的提高.     

烧结温度对锂离子电池负极材料Li4Ti5O12性能的影响

采用钛酸四丁酯为钛源、一水合氢氧化锂为锂源,利用水热法制备锂离子电池负极材料Li₄Ti₅O₁₂（LTO）,研究了水热后不同烧结温度对LTO相组成、微观形貌及电化学性能的影响。结果表明:当煅烧温度分别为500、550、600、650、700℃时,烧结LTO均为尖晶石型;500、550、600℃烧结LTO的微观形貌为纳米片状结构,当温度升高到650℃时,LTO出现纳米棒状结构,随着温度继续升高,LTO在700℃时生成较厚的纳米片状结构;当烧结温度为650℃时,LTO的比表面积为94.5907 m2·g-1,气孔体积为0.9663 mL·g-1,此时Li₄Ti₅O₁₂的放电比容量达到最大值240 mAh·g-1;电流密度100 mA·g-1、循环260次条件下,LTO容量保持率达96.45%,电流密度为1和2 A·g-1、循环1000次条件下,LTO容量保持率达92.97%和77.21%。     

锂离子电池用CuFe2O4立方颗粒负极材料的合成及其电化学性能

金属氧化物材料具有多倍于商业石墨负极的理论容量,但此类材料在储锂过程中会出现体积膨胀,导致活性物质粉化脱落,影响锂离子电池的循环寿命。以金属有机框架（MOFs）普鲁士蓝立方体为自牺牲模板合成了空心CuFe₂O₄立方颗粒,并将其作为锂离子电池的负极材料。CuFe₂O₄立方块的粒径范围在300~500 nm之间,壳层厚度为40 nm。电化学测试表明CuFe₂O₄立方颗粒在200 mA/g电流密度下循环200次后放电容量仍能达到742.4 mAh/g,出色的性能得益于颗粒的中空结构能够有效缓解因储锂而产生的体积膨胀,从而延长锂离子电池的循环寿命。      

石墨烯和碳纳米管二元复合导电剂对LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2锂离子电池性能的影响

主要以石墨烯(Gen)、碳纳米管(CNTs)及其二者的复合材料石墨烯/碳纳米管(Gen/CNTs)为研究对象,将其以不同的含量、比例添加在LiNi_0.5Co_0.2Mn_0.3O₂中,制备了一系列软包电池。通过XRD、SEM、电化学性能等测试研究了不同导电剂与正极材料结合情况,以及导电剂含量配比对锂离子电池性能的影响。结果表明：电池的性能与导电剂含量密切相关,并且复合导电剂的性能优于单一导电剂。在石墨烯/碳纳米管比例相同的情况下,随着导电剂添加量增加,电池的内阻显著降低,放电容量、倍率性能、循环性能均得到改善。导电剂为1.5%Gen/CNT (3/7,质量比)时,0.2 C下放电比容量可达163.2 mAh/g,在5 C下放电比容量仍可达85.5 mAh/g,其循环性能也最好,1 C循环200次后,容量保持率可达103.12%。     

基于H∞鲁棒控制方法的AGC-活套综合控制

在文献[3]的基础上.提出了基于H^∞鲁棒控制的AGC——活套综合控制方法仿真结果表明了算法的有效性.     

锂离子电池系统连接技术的工艺研究

文章概述了几种常见连接技术在锂离子电池系统中的应用,简述了这几种连接技术的工艺过程和特点,并主要介绍了各种连接技术的工艺参数,以及最新研究成果,为锂离子电池系统的连接技术生产过程控制和后续发展提供参考。     

一类短时延的广义网络控制系统的鲁棒H∞控制

基于正则、无脉冲和线性定常的广义系统,研究了一类网络控制系统的H∞控制问题.针对传感器和执行器节点由时钟驱动,控制器节点由事件驱动,网络总诱导时延小于一个采样周期及具有有限能量的外部扰动的网络控制系统,利用李亚普诺夫理论和线性矩阵不等式描述方法,推导出动态输出反馈H∞控制律存在的充分条件,并给出了相应的设计方法.通过仿真实例,说明了所用方法的有效性.     

锂离子电池正极材料LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2研究进展

介绍了比容量高、循环性能优异、成本较低的LiNil/3Co1/3Mnl/3O2正极材料近年来在合成技术及其掺杂改性、表面修饰等方面所取得的成果和进展,并对其未来的发展趋势进行了展望。     

多维度二元导电剂对LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2电池性能的影响

将超级导电炭黑Super-P(SP),碳纳米管(CNT)和石墨烯(GN)任取2种等比例添加到LiNi_0.5Co_0.2Mn_0.3O₂中制备扣式电池,探究二元导电剂对电池性能的影响,此外设立单一导电剂SP作为对照组。采用X射线衍射仪分析导电剂的结构,并使用扫描电镜分析导电剂的形貌,此外还测试了电池的电化学性能。添加质量分数为3% GN/SP二元导电剂的电池首次放电比容量最高,为181.1 mAh/g; 添加质量分数为3% CNT/GN二元导电剂的电池循环性能最好,0.2 C循环100周容量保持率为76.2%;添加质量分数为3% CNT/SP二元导电剂的电池倍率性能最优,阻抗最低。结果表明,二元导电剂对电池性能的提升能力均优于单一导电剂SP。      

高性能锂离子电池负极材料一氧化锰/石墨烯复合材料的合成

通过冻干-煅烧合成了一氧化锰/石墨烯（MnO/rGO）复合材料,并将其用作锂离子电池负极材料.在500 mA·g^-1的电流密度下,MnO/rGO复合材料表现出高达830 mAh·g^-1的可逆容量,且在充放电循环160圈后,其可逆容量依然高达805 mAh·g^-1.倍率测试结果显示,循环225圈后,在2.0 A·g^-1的电流密度下,其可逆容量高达412 mAh·g^-1.复合材料中的石墨烯在提高材料导电性的同时有效地缓解了一氧化锰充放电过程中的体积膨胀.通过对比容量-电压的微分分析,发现复合材料超出一氧化锰理论容量的部分是由形成了更高价态的锰引起的.MnO/rGO复合材料比纯一氧化锰（p-MnO）更容易出现高价态的锰,可能是因为rGO上残留的氧为电极反应提供了额外所需的氧源.该一氧化锰/石墨烯复合材料因其简单绿色的合成过程及优异的电化学性质,有望在未来的锂电负极中得到广泛的实际应用.     

LiNi0.5Mn0.5O2的合成及其AA电池电化学性能

采用共沉淀法合成LiNi_0.5Mn_0.5O₂正极材料.采用X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)表征合成材料的结构和形貌.研究不同Li/(Mn+Ni)摩尔比、不同焙烧制度、不同化成制度对LiNi_0.5Mn_0.5O₂的电化学性能的影响.结果表明,当Li/(Mn+Ni)摩尔比1.08、一次焙烧温度为500℃,二次焙烧温度为850℃下焙烧得到的材料电化学性能最佳.