黏结剂对锂离子电池负极剥离强度的影响

研究3种表面张力的丁苯橡胶(SBR)对负极浆料、极片反弹率和极片剥离强度的影响。与表面张力为39.39 m N/m的SBR-J相比,表面张力分别为22.28 m N/m和24.22 m N/m的SBR-S1和SBR-S2可改善对石墨的润湿性,提高负极浆料的稳定性,浆料固含量分别提高了5.59%和2.29%。与SBR-J制备的极片相比,SBR-S1和SBR-S2制备的极片在物理搁置、空电状态和满电状态下的反弹率降低,以0.50 C在3.0～4.2 V循环100次,满电态极片的反弹率由SBR-J的34.4%降低至SBR-S1的18.1%,极片的剥离强度由SBR-J的12.7 N/cm提高至SBR-S1的32.2 N/cm。以SBR-S1作为黏结剂,添加量由1.0%提高至1.5%,极片的剥离强度由21.7 N/cm提高至43.7 N/cm。     

基于负极对称电池分析电池容量损失

负极对称电池是指采用相同极片,一片为嵌锂态,一片为脱锂态或原始极片组成对称电池进行充放电。本文分析了石墨对称电池的充放电机制以及不同荷电状态(SOC)的阻抗谱。相较于100%SOC-0%SOC负极对称电池,100%SOC-pristine负极对称电池首圈充电在-1V～-0.5V电压范围内出现平台,与新鲜石墨表面SEI膜的生成有关。负极对称电池空电态和满电态阻抗最大,半电态阻抗最小。     

负极涂膜对锂离子电池性能的影响

采用一种改善锂离子电池性能的方法,即对负极极片进行涂膜处理.研究结果表明:负极极片涂膜能显著地改善电池的循环性能(常温循环寿命提高了38.1%,高温循环寿命提高了66.7%),同时也改善了电池的搁置性能,常温搁置时电池容量的保持率提高3.6%,高温搁置时则降低了电池内阻的变化(由33.3%下降到6.5%);负极涂膜工艺对锂离子电池的倍率性能有微弱的影响.     

干燥温度对水性粘结剂及电池性能的影响

利用热重分析(TGA)和示差扫描量热(DSC)分析水性粘结剂LA132和丁苯橡胶(SBR)的热性能。温度过高时,LA132会发生分子间交联,而SBR受热不发生交联。干燥温度对使用LA132的极片的剥离强度影响较大,干燥温度高于100℃时,使用LA132的极片的剥离强度由5.59 N/mm(100℃)降至2.68 N/mm(130℃),以1 C在2.500~0.005 V循环100次,容量保持率由95%(≤100℃)降至90%(130℃)。使用SBR的极片,性能几乎不受干燥温度的影响,剥离强度都维持在3.5 N/mm左右,循环100次的容量保持率保持在95%。     

激光蚀刻负极片对锂离子电池性能的影响

厚电极技术可以有效提升锂离子电池中正极及负极活性物质的占比，降低隔膜及集流体非活性物质的占比，进而有效提升锂离子电池的能量密度。但锂离子电池电极厚度的增加会导致电荷(电子及离子)传输距离及阻抗增加、负极片动力学恶化，进而严重影响锂离子电池循环寿命。通过激光蚀刻后的负极片，可以增加极片表面的孔隙，并增加石墨颗粒表面的锂离子脱嵌通道，有效改善负极片的动力学性能。与辊压后的负极片形成的锂离子电池相比，激光蚀刻负极片形成的锂离子电池在常温下的循环寿命提升了87%,在45℃下的循环寿命提升了37%。     

磷酸铁锂动力电池电解液改善及过程参数优化

为探究电解液组成和预化成工艺参数对20 Ah高压实密度磷酸铁锂动力电池用电极性能的影响,对电解液溶剂配比和预化成条件进行调整,用改变制成工艺后生产的负极极片组装电池,测试其满电状态、容量、首次库仑效率、内阻和极片厚度。结果表明:降低EC、PC含量可以有效改善极片状态,促进电解液在高压实负极体系中的浸润性,电池容量从19.15 Ah提升至20.41 Ah。同时配合小电流长时间的预化成工艺,可以明显提升电池的容量和首次库仑效率,改善高能量密度锂电池的电性能。     

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。     

锂离子电池循环寿命影响因素的研究

选用Li Ni1/3Co1/3Mn1/3O2材料制成了锂离子动力电池,将该单体电池进行循环寿命实验,通过对电池进行拆解分析,分别对正极极片、负极极片、隔膜等进行形貌与成分分析,研究了电池主要材料中影响循环寿命的主要因素。通过扫描电子显微镜法(SEM)、能量散射光谱(EDS)、X射线衍射光谱法(XRD)等测试分析比较这几种主要材料,发现隔膜在循环前后的差异最小;循环后负极极片表面脱落较多,且极片表面有颗粒状物质;正极极片表面脱落较少,但其SEM图中表面形貌有开裂,XRD数据分析有结构方面的变化。     

木素磺酸钠对铅酸电池负极性能的影响

研究了木素磺酸钠对铅酸电池负极容量和高倍率部分荷电状态(HRPSoC)下循环性能的影响.随着木素磺酸钠的含量从0.2%增加到0.6%,电池的初始容量从6.262 Ah增加到6.781 Ah,但HRPSoC时,负极的循环寿命由6 215次减少到4 202次.木素磺酸钠吸附在铅表面阻碍了充电过程,导致充电过程的极化增大.     

高炭负极铅酸动力电池的深循环寿命研究

研究了不同炭材料对小型电动车用铅酸动力电池的性能和循环寿命的影响。结果表明,在负极中添加某些较高含量和合适比例的炭材料,可改善电池的充电接受能力和减缓炭对析氢失水的不利影响,提高电池的容量充电效率,从而有效地延长了电池的深循环寿命。在100%DoD(2小时率)深充放条件下,采用高炭负极的12 Ah电池的循环寿命达到712次。     

Li-LiCoO_2蓄电池循环寿命及交流阻抗研究

通过优化合成LiCoO_2工艺条件,制备出具有高结晶层状结构的LiCoO_2晶体,提高了Li-LiCoO_2电池的电性能和循环寿命,第一次充放电容量分别为150mAh/8和140mAh/g,60%DOD条件下电池循环寿命超过270次.电池交流阻抗的测量结果显示了电极和电液对电池循环寿命的影响.电池循环次数增加,阴极反应电阻缓慢增大.当循环次数达100次左右时,锂阳极和电液的电阻成为电池阻抗的主要部分,限制了循环充放性能,其原因是电波氧化分解,锂阳极表面生成一层钝化膜.     

三元LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_2铝壳锂离子动力电池的性能研究

选用三元材料LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_2为正极材料,中间相炭微球为负极材料,制备了额定容量为10 Ah的铝壳锂离子动力电池,并对电池的电性能和安全性能进行了相关测试。电性能包括充放电性能、倍率性能、循环性能和自放电,实验结果表明,电池表现出了良好的倍率性能,1 C、2 C的放电容量分别为0.5 C放电容量的97.49%、93.70%;在2.7~4.2V电压范围内,电池1 C循环400次后容量保持率为101.77%;电池满电常温搁置28天后容量保持率为97.06%。针刺、短路、过充电和自有跌落测试结果表明电池具有良好的安全性能。     

基于参比电极的析锂电池安全充电控制

电池系统是支撑下一代新型电网的关键,然而随着使用次数增加电池性能会逐渐衰减,导致充放电能力大幅减弱。因此,本文针对三元锂离子电池,通过制备参比电极,揭示了不同温度充放电循环后电池充电性能变化。首先,设计了不同温度下的充放电循环实验,得到低温循环与高温循环两种状态下的电池;其次,通过植入参比电极标定安全充电曲线对比不同状态电池的负极电位情况,发现高温循环后的电池发生了析锂,并且在300 A电流充电持续时间上对比新鲜电池降低了76.19%;最后,对析锂后的电池建立了安全充电荷电状态-温度-电流等高线图。对比新鲜电池后发现,相同温度和荷电状态区间电池200A以上的充电能力减少了69.84%。电池发生析锂副反应后会严重影响电池充电性能,需要在实际的锂离子电池全寿命周期管理中予以考虑。     

慢脉冲快速充电解决VRLA电池的PCL效应

利用慢脉冲快速充电方法,设计不同的充电参数,对阀控式铅酸(VRLA)电池进行循环测试,找出适合VRLA电池的最佳充电制度,以克服或消除早期容量衰减(PCL)效应,抑制硫酸盐化、失水干涸及热失控.36 V、10 Ah VRLA电池的100%DOD循环寿命达470次以上.     

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。     

氧化锌在镍氢动力电池中的应用

以氧化锌(ZnO)为添加剂,制备了加锌MLNi_(3.9)Co_(0.6)Mn_(0.3)Al_(0.3)贮氢合金电极。添加0.5%的ZnO制作的电池,初始开路电压为1.20 V;在1.0~1.6 V循环,0.2 C首次放电比容量达到291.7 mAh/g,第100次循环的容量保持率为95.88%,相比于空白MLNi_(3.9)Co_(0.6)Mn_(0.3)Al_(0.3)电极,分别提高了0.39 V、31.6 mAh/g和5.70%。用该电极制作的200 Ah镍氢动力电池,搁置电压大于1.20 V,在0.8~1.6 V循环,0.2 C首次放电容量达到200 Ah,而未加锌的合金电极制作的电池,第3次循环才达到额定容量。ZnO的加入不影响电池标准循环寿命、荷电保持和容量恢复能力。     

不同炭材料配比对新能源汽车动力电池的影响

新能源汽车用铅酸动力电池的主要发展目的是提高比能量,增大循环使用寿命。对不同炭材料配比的新能源汽车用铅酸动力电池的性能和循环寿命进行了测试,结果显示添加较高含量的炭材料到负极中,能够改善电池的充电接受能力,提高容量充电效率,有效提升了电池的循环寿命,同时说明负极活性物质的导电性对铅酸动力电池的充电接受能力和循环寿命有着决定性影响。     

乙二醇双(丙腈)醚对高电压锂离子电池的影响

用线性扫描伏安(LSV)和电化学阻抗谱(EIS)研究乙二醇双(丙腈)醚(DENE)作为锂离子电池电解液添加剂的电化学行为;对电极表面形貌和元素进行SEM和X射线能谱(EDS)分析;对钴酸锂(LiCoO_2)正极进行XRD分析;考察DENE对4.45 V高电压LiCoO_2锂离子电池的影响。DENE能在高温环境下抑制正极过渡金属溶出、保护负极固体电解质相界面膜,电池60℃存储30 d的厚度膨胀率从76.8%下降到12.3%,以0.50 C在55℃下循环(3.00~4.45 V)200次,容量保持率从58.5%提高到86.3%。     

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。     

隔板饱和度与阀控式密封铅酸蓄电池寿命关系

研究了超细玻璃纤维(AGM)隔板材料饱和度与变电站阀控式密封铅酸蓄电池寿命之间的关系。对饱和度不同的5只电池分别进行放电深度(DOD)循环寿命实验,其中AMG隔板材料的饱和度为90%~98%,这使阀控式铅酸蓄电池的循环寿命得到很大提升。经过实验发现,阀控式铅酸蓄电池正极活性物质充电不足会导致隔板材料的饱和度越高,阀控式铅酸蓄电池的循环寿命越短。