老化锂离子动力电池Peukert方程的适用性分析

针对老化锂离子动力电池二次利用过程中可用容量估算的问题,研究其Peukert方程的适用性。以老化的35 Ah三元锰酸锂混合材料动力电池为研究对象,建立其Peukert方程,分析其适用性,结果表明无需考虑电池老化后实际容量与额定容量存在的倍率差问题。对比一阶段和二阶段Peukert方程,结果表明该老化动力电池利用Peukert方程进行容量估算时无需考虑二阶段放电。分别在25、15和40℃环境下分析了其适用性,为老化锂离子动力电池放电容量的估算奠定基础。     

基于ANN方法的锂离子电池放电容量预测

锂离子电池放电容量的预测和估计是电池管理系统中一个非常重要的内容。某一个状态下锂离子电池的放电容量是放电电流、电压、温度以及过去电池充放电的历史等参数的函数。运用ANN方法即人工神经网络方法 ,可逼近任何多输入输出参数函数的性能 ,预测不同放电电流和电压下锂离子电池放电容量的大小。结果表明 ,ANN方法具有足够的精度 ,可用来预测锂离子电池的放电容量。     

氢镍电池不同倍率放电容量的快速测定

对二次电池不同倍率下的放电性能进行了对比研究,提出一种快速预测二次电池不同倍率下放电性能的方法———连续放电法;以依次递减的倍率连续对预先充满电的电池进行放电,可获得电池在各种倍率下的放电特性。     

锂离子电池典型温度与倍率放电特性分析

以三元体系锂离子电池单体为研究对象,将温度和放电倍率作为考察因素,电池电压降和电池温升作为分析特性,通过控制变量法选取典型工况1 C放电倍率及25℃环境温度,在此基础上探究温度以及放电倍率与电池电压降和电池温升之间的关系,简要探讨了不同温度下和不同倍率下放电对锂离子电池特性的影响,论述了电池温度与放电倍率在不同区域影响的显著性,同时也指出锂电池高倍率放电的危险性。     

石墨孔结构对锂离子电池倍率性能的影响

讨论负极材料特征对锂离子电池倍率性能的影响。对比4种人造石墨样品的结构、形貌等特征及倍率性能,发现孔结构状况特别是纳米级孔的分布,对倍率性能的影响较大,即电池的倍率性能与石墨纳米级孔的数量正相关。原因可能是:负极材料孔洞越多,提供的Li⁺迁移通道越多,可提高颗粒内Li⁺扩散的能力;孔洞越多的石墨材料,制成极片后的孔隙越丰富,极片的渗液能力较强,可缩短Li⁺传输路径。孔结构最丰富样品的孔体积为0.005 2 cm³/g,循环性能最好。制备的电池以5.0 C充电、1.0 C放电(2.00～3.65 V),循环寿命为233次,约是孔体积为0.002 9 cm³/g样品的1.75倍。     

导电剂形貌对锂离子电池倍率性能的影响

研究了正极导电剂形貌对锂离子电池倍率放电性能的影响。正极中添加炭黑类导电剂的电池具有良好的倍率放电性能,15 C放电时能放出1 C容量的84.3%;正极中添加石墨类导电剂的电池放电容量随放电电流的增大而迅速下降,15 C放电时仅能放出1 C容量的21.8%。这是由于石墨类导电剂具有片状颗粒形貌,引起孔隙曲折系数较大增长,而炭黑类导电剂颗粒接近球型,对曲折系数的影响较小所造成的。     

锂离子电池大倍率放电热特性研究

高功率锂离子电池大倍率放电时产热量较高,影响电池的安全性。采用加速量热仪测定了18650动力型镍钴锰锂三元电池比热容、10 A及15 A放电下的温升、产热功率和产热量,结合电池在不同荷电状态下的欧姆内阻和极化内阻,探究了电池在放电初期和放电末期产热功率较高的原因。     

18650型锂离子电池的循环容量衰减研究

研究了18650型锂离子电池常温循环性能和容量衰减机理。采用恒流-恒压制式对锂离子电池进行200次充放电循环测试,用交流阻抗技术对不同循环次数的电池进行分析,将不同循环次数的电池正负极与锂片分别组成半电池测试其容量,利用扫描电子显微镜法(SEM)、X射线衍射光谱法(XRD)、空气渗透仪等测试手段对不同循环次数后的锂离子电池正负极、隔膜的形貌和结构进行了表征。结果表明,电池在前200次循环过程中容量衰减率为15.6%;而正极和负极容量分别损失6.6%和4.3%。电池容量衰减主要来自于活性锂离子的损失以及电极活性材料的损失,活性锂离子的损失可能是由于在循环过程中电解液与正负极活性材料反应不断消耗活性锂离子造成的;正极活性材料层状结构规整度下降,离子混排度提高,负极活性材料上沉积钝化膜,石墨化程度降低,隔膜孔隙率下降,导致电池电荷传递阻抗增大,脱嵌锂能力下降,从而导致容量的损失。     

基于剩余容量的锂离子电池组均衡策略

不一致性使得电池在成组后容量利用率方面远不及单体电池,现有的均衡方法注重防止电池过充过放,控制策略没有兼顾能量利用效率,均衡过程能量损失较大。基于单体电池剩余容量估算,通过对电池体质的在线辨识,将电池划分为倾向于过放、倾向于过充以及与整体平均剩余容量变化一致3类,并依据电池体质合理地分配每类电池的均衡能量。实验表明该方法较传统的电压中心均衡策略能够有效缩小单体电池剩余容量差异,电池组容量利用率提升了3.3%。     

锂离子电池低温充电容量衰减规律分析

以正极材料为LiNi0.8Co0.15Al0.05O2(NCA)的锂离子电池为实验对象,基于循环老化对照实验的结果,以容量衰减率10%为界,将低温充电的容量衰减过程分为两个阶段。分别拟合不同阶段下温度、倍率和截止电压对容量衰减速率作用的经验公式,耦合3项因子建立低温充电容量衰减规律的多应力经验模型。取若干组工况,评估该模型对容量衰减速率的预测精度。若实验条件相对参考工况仅有一个因子不同,模型的预测效果较好,估计误差小于10%。     

锂离子电池热失控风险综述

针对锂离子电池在循环过程中可能出现的燃烧、爆炸等安全问题,在概述电池热失控滥用工况及诱发机制的基础上,总结电池在宽温域内可能出现的性能衰退、失效形式和热失控风险,并提出电池在低温、正常温度和高温等环境下工作的保障措施,以促进锂离子电池安全发展.     

锂离子电池容量快速预测的新方法

提出了一种通过部分放电来快速预测锂离子电池放电容量的方法.在分析了锂离子电池开路电压和内阻与电池容量关系的基础上,将人工神经网络应用到锂离子电池的容量预测和模型建立中.实验结果表明这种方法能够满足电池容量预测的精度要求.     

富锂锰基正极材料动力锂离子电池的倍率性能

以富锂锰基材料为正极材料,人造石墨为负极材料,用叠片工艺制备额定容量为5 Ah的5580135型软包装动力锂离子电池,研究正极面密度、导电剂含量、负极/正极容量比及电解液对倍率放电性能的影响。当正极面密度为240 g/m2、正极导电剂含量为4%、负极/正极容量比为1.1并以1 mol/L Li PF6/EC+PC+EMC+DMC为电解液时,电池的倍率性能最好。25℃时以1.00 C充电、5.00 C放电循环1 000次,容量保持率为99.5%。     

混合动力汽车用锂离子电池的研究

混合动力汽车电池主要特点之一是能以15 C以上的大电流放电.用扣式电池测试极片厚度、材料粒度和导电剂含量对电池放电倍率的影响;运用优化的实验参数,做成8Ah动力电池,并测试电池性能;对8Ah电池的功率特性进行了讨论.     

锂离子动力电池的市场形势

锂离子电池具有质量比能量高的突出优点,因而人们期望它能在电动汽车和电动助力车领域做出令人满意的贡献.但它的体积比能量不高,跟阀控密封铅酸电池(VRLA)一样,内阻是VRLA电池的3-4倍,低温时内阻增加更快;电池组的性能远低于单电池,加上其价格是VRLA电池的4倍以及人们对其安全性放心不下.这些因素使其在电动助力车领域...     

车用锂离子电池模块振动测试分析

车用锂离子电池模块按照QC／T743及SAEJ2380两个标准进行振动，本文分析了不同振动标准对电池模块振动性能的评价。从电池模块结构、放电容量、交流内阻和振动过程中电芯的温度变化多角度分析振动对车用锂离子电池模块性能的影响。经过振动测试，车用锂离子电池模块的结构完好，振动前后交流内阻和放电容量保持稳定。在振动过程中，电池模块放电容量降低至初始放电容量的80％左右。从振动放电容量角度看，SAEJ2380标准要求的振动等级略高于QC／T743标准。     

18650高容量锂离子电池研制

采用高镍材料作为电池正极制作了18650型圆柱锂离子电池（0.5C放电标称容量为2 800mAh）,并对该材料扣式电池与18650锂离子电池性能进行了测试。结果显示：高镍材料扣式电池首次充放电效率为88.7%;Li氧化覆盖整个氧化峰范围（3.7~5.0V）,同时4.25V时Ni 2＋/Ni 4＋电对氧化,5.0V处为Co3＋/Co4＋的氧化,并且反应开始时优先发生Ni的氧化,随着电位增大,发生Co的氧化。高镍材料18650锂离子电池0.5C、1.0C、2.0C放电容量分别是0.2C时的99.89%、99.26%、97.38%,能够满足电池对于快充快放的使用要求;电池0.5C充电1C放电20周、100周、200周、450周对应容量保持率分别为98.40%、94.74%、87.62%、82.22%。低倍率（0.5C）时,常规结构18650电池与本实验结构电池的散热效果相当,随着放电倍率增大,两种结构散热效果温度差值也增大。     

基于噪声模型的锂离子电池SOC预测

为提高电池荷电状态(SOC)的估算精度和缩短预测时间,提出一种基于噪声模型的耦合估算策略,预估动力锂离子电池的SOC。在新标欧洲循环测试(NEDC)工况下,通过充放电实验进行仿真验证。耦合估算算法具有较高的估算精度,SOC仿真预测误差不超过2%,预测时间为0. 326 2 s。