动力电池为新能源汽车扬帆护航

本刊讯锂电池在新能源汽车上的应用具有优势,原油价格高位运行,汽柴油汽车尾气排放对环境的影响愈演愈烈,新型能源替代传统能源已经成为社会发展的长期趋势。"美丽中国"概念将使较为清洁的能源利用方式广泛应用。截至去年年底,从工信部已公布的40批次《节能与新能源汽车示范推广应用工程推荐车型目录》中,采用锂电池的比例达到近50%。     

日本研发出全固态电池可超高速充放电

正日本东京工业大学等机构研究人员近日研发出可超高速充放电的全固态电池。全固态锂电池是一种使用固体电极和固体电解质的新型电池。其高密度性、高安全性、高输出功率等性能与传统液态电池相比更具优势,在新能源汽车领域应用前景     

相变控温调湿建筑复合材料的研究进展

相变控温调湿复合材料是近来开发的新型建筑材料,由于这种材料具有发生相变时,自动吸收或者释放热量和湿气,调节室内环境空气的温度和相对湿度的特殊性能,因此,控温调湿材料的开发和在建筑中的应用研究,已经成为国内外建筑和材料领域的研究热点。相变控温调湿复合材料应用在建筑中,可以保持室内舒适的温度和湿度,不仅有利于提高人们的工作效率和身体健康,而且节约能源、减少二氧化碳排放,保护环境。综述了各种控温调湿材料的制备技术以及主要的热湿性能,总结了控温调湿材料的热湿理论模型,概述了控温调湿材料在建筑中的应用成效,提出了未来发展中需要解决的主要问题。对国内外控温调湿相变材料的全面综述和分析将为我国的建筑和材料领域的设计和研究人员提出新的思考。     

相变控温调湿建筑复合材料的研究进展

相变控温调湿复合材料是近来开发的新型建筑材料,由于这种材料具有发生相变时,自动吸收或者释放热量和湿气,调节室内环境空气的温度和相对湿度的特殊性能,因此,控温调湿材料的开发和在建筑中的应用研究,已经成为国内外建筑和材料领域的研究热点。相变控温调湿复合材料应用在建筑中,可以保持室内舒适的温度和湿度,不仅有利于提高人们的工作效率和身体健康,而且节约能源、减少二氧化碳排放,保护环境。综述了各种控温调湿材料的制备技术以及主要的热湿性能,总结了控温调湿材料的热湿理论模型,概述了控温调湿材料在建筑中的应用成效,提出了未来发展中需要解决的主要问题。对国内外控温调湿相变材料的全面综述和分析将为我国的建筑和材料领域的设计和研究人员提出新的思考。     

塑料市场

正UHMWPE隔膜:扩产潮引发技术热超高分子量聚乙烯(UHMWPE)锂电池隔膜是目前最具竞争力的隔膜材料之一。近年来,随着新能源汽车电池续航能力要求的不断提升,UHMWPE锂电池隔膜需求量也迅速增加,迎来扩产潮。同时其较高的毛利润也使隔膜厂商对生产技术的研发热情有增无减,都在尝试突破国外技术壁垒,掌握自主制备工艺。锂离子电池隔膜是锂电池中关键的内层组件,能够影响锂电池的容量、循环性能和充放电电流密度等关键性能,处于新能源汽车产业链的上游部分。一     

PCM用于锂电池散热研究进展

采用电动汽车可以减少人类社会对化石能源的依赖,极大的降低汽车尾气的排放。从电池热管理对电动汽车的性能有重要影响这个主题出发,简述了电动汽车的电池种类和电池的散热技术,概括了相变材料(PCM)用于电动汽车锂电池散热的研究进展及相关政策,后对PCM用于锂电池散热的发展现状及前景作出了总结及展望。     

基于微热管阵列锂电池的低温加热性能

锂离子电池作为车载动力电池,其充放电性能受到低温环境影响。对低温环境下的锂电池进行加热,升高电池温度,可以提高其充放电容量及可用容量比,改善其充放电性能。为了研究采用新型热管加热的锂电池加热方法对低温锂电池充放电性能的影响,本文对不同低温环境下锂电池充放电特性进行测试,并采用新型热管加热的方法对低温锂电池加热,对比其充放电性能。结果表明:低温环境下锂电池的充放电性能大幅衰减,采用新型热管加热的方法能够显著提升电池的低温充放电性能,加热时间很短,温度反应迅速。–30℃环境下,30W加热功率可使单块电池20min内温度升高30℃,放电容量提高39.95%,充电容量提高86.44%。本研究为低温环境下车载锂电池的高效利用提供了新的技术方法与数据支持。     

气凝胶绝热材料在新能源汽车动力电池中的应用

随着新能源汽车的快速发展,动力电池的安全性成为了消费者和专业人士关注的重点。气凝胶作为一种具有优异绝热性能的材料,已经成为新能源汽车动力电池防护领域的研究热点。本文介绍了气凝胶绝热材料的基本概念、制备方法以及气凝胶绝热材料在新能源汽车动力电池中的应用,探讨了气凝胶在新能源汽车动力电池保护中的未来研究方向。旨在进一步推动气凝胶绝热材料在新能源汽车动力电池防护领域的应用。     

对我国新能源汽车产业的发展思考及相关建议

新世纪以来,能源枯竭和环境污染成为了阻碍我国可持续发展战略的重要问题,然而这种问题的产生及加剧,很大程度上来自于汽车产业的发展,汽车尾气的排放,以及汽车燃油的使用,为了解决当下问题,推动新能源汽车的发展成为了其必经之路,这对于我国汽车产业来说不仅是一个挑战也是一个机遇,同样,也关系到未来我国是否能在新能源汽车领域占据主导地位。本文将结合我国新能源汽车产业,谈谈其发展思路及提一些相关问题拙见。     

UHMWPE隔膜技术研发

正超高分子量聚乙烯(UHMWPE)锂电池隔膜是目前最具竞争力的隔膜材料之一。近年来,随着新能源汽车电池续航能力要求的不断提升,UHMWPE锂电池隔膜需求量也迅速增加,迎来扩产潮。同时其较高的毛利润也使隔膜厂商对生产技术的研发热情有增无减,都在尝试突破国外技术壁垒,掌握自主制备工艺。锂离子电池隔膜是锂电池中关键的内层组件,能够影响锂电池的容量、循环性能和充放电电流密     

锂离子电池安全材料的研究进展

锂离子电池因其清洁、充放电快、高能量密度等优点广泛应用于电动汽车。最近,电动汽车起火、爆炸事故引起人们对锂离子电池安全性的担忧。针对锂离子电池电解液易燃、易爆、易泄漏等安全问题,本文综述了电解液中加入阻燃剂磷酸酯、离子液体、氢氟醚的最新研究进展及其优缺点。电池如果在过充危险状况下会造成热积累,进而引发电池内部一系列危险副反应。本文还总结了氧化还原保护和电聚合保护两种措施来避免电池过度充电的研究进展。由于锂电池发生危险事故前内部会有一个热积累过程以及随着电池内部温度上升隔膜难以保持其力学性能,本文分别从热响应开关正极材料和安全隔膜两部分阐述了近年来锂离子电池内部热积累的应对策略,以期为最终解决锂离子电池的安全问题指明方向。     

尖晶石型Li4Ti5O12负极材料的研究进展

锂离子电池以其高功率和高能量密度等优点而被认为是电动汽车和其他便携式电器的最有前途的动力能源。提高电化学性能及其安全性是锂离子电池面临的主要挑战。尖晶石型钛酸锂因具有良好的结构稳定性、安全性以及高倍率充放电性能,成为锂离子动力电池负极材料的研究热点。综述了国内外钛酸锂负极材料的最新研究进展,包括：合成方法,掺杂、表面改性,重点阐述了碳材料表面改性及其应用,展望了钛酸锂作为混合动力电池负极材料的发展趋势。     

基于相变材料的锂离子电池热管理性能

锂离子电池（lithium-ion battery,LIB）作为目前应用最广泛的储能电池之一,在电动汽车等行业发挥着至关重要的作用。电池的温度是影响LIB性能及安全性的重要因素,因此电池热管理（battery thermal management,BTM）至关重要。目前,利用相变材料（phase change material,PCM）进行相变冷却的热管理方式因其潜热高、不需消耗额外能量的优点已成为一种很有前途的方法。本文针对8节并联18650LIB的电池组性能进行了数值模拟及实验研究,探究了石蜡基复合相变材料（composite phase change material,CPCM）物性参数（包括热导率、熔点、相变潜热和材料厚度）对本文设计的电池组热管理性能的影响。结果表明,纯石蜡用于BTM可将3C放电下的电池最高温度降低28.0%,向石蜡中添加膨胀石墨后可使CPCM的热管理性能进一步提升,CPCM的热导率为2.0W/(m·K)时可将3C放电下的电池最高温度进一步降低5.42℃,继续增大CPCM热导率对热管理性能的提升较小。在综合考虑电池组的最高温度和温度均匀性的情况下,为得到在本文所设计的锂离子电池组最佳热管理性能,CPCM的热导率为2.0W/(m·K)、熔点应在36~38℃之间、相变潜热在212J/g左右、CPCM的厚度为4mm时最优。     

改善锂硫电池易燃特性的功能性隔膜研究进展

锂硫电池具有较高的能量密度,可在单兵电源、无人机和乘用车领域应用. 锂硫电池以金属锂作为负极,使用时存在安全隐患. 由于锂金属表面的不均匀性,循环过程容易生成锂枝晶,使电池内部发生短路,起火燃烧. 锂硫电池的能量密度约为普通电池的3~5倍,在充放电过程中发热严重,电池本身过热容易引发电池热失控,造成起火甚至爆炸. 使用功能性隔膜可以抑制电池内部短路和热失控的发生,提升锂硫电池的安全性能,可一定程度上削弱循环过程中的飞梭效应. 本文综述了锂硫电池功能性隔膜改性工作的最新进展和未来的发展趋势.     

基于相变储热技术的电池热管理系统研究进展

动力电池的最佳工作温度范围为20~50℃,因此热管理系统是其运行过程中不可分割的一部分。相变储热材料在发生相变时可以吸收或释放大量的热量并且温度基本保持不变,在电池热管理中得到广泛应用。本文综述了国内外基于相变储热技术的电池热管理系统的研究进展,主要介绍了基于相变材料的被动式热管理系统、主动式热管理系统以及主动式和被动相结合的耦合式热管理系统。综合来看,复合相变材料形状稳定性好、热导率高,可以有效地降低电池组的温度,提高电池组的温度均匀性。导电复合相变材料的电热转换特性还可用于低温下快速加热电池,实现加热-冷却一体化。然而在相变材料被动式热管理系统中,相变材料吸收的热量无法及时释放出去,热量的堆积会造成系统失效。将主动散热技术与相变材料耦合得到的耦合式热管理系统具有更好的控温性能、稳定性和安全性。此外,相变乳液以及相变微胶囊浆液具有比热容大、可相变等优点,替代水作为电池热管理系统的冷却介质可以获得更好的温度均匀性和更低的功耗。但相变乳液本身的稳定性差、过冷度大等问题亟需解决。总之,电池在高温和低温下都需要进行有效地温控,相变材料如何解决电池全温度段的热管理还值得进一步研究。     

镍锰酸锂正极材料及其适配性电解液研究最新进展

随着新能源汽车产业的蓬勃发展,对高能量密度动力电池的需求日益迫切。开发高电压正极材料及其适配性电解液,成为下一代高能量密度动力电池的主要研究方向。镍锰酸锂（LiNi_0.5Mn_1.5O₄）材料以其高电压（4.7 V,vs.Li/Li ⁺）、高能量密度（达650 W·h/kg）、资源丰富且价格低廉而受到广泛关注。然而,镍锰酸锂材料在长期的充放电循环过程中,锰从电极材料中溶解,破坏了电极材料的结构,导致电池性能恶化。介绍了镍锰酸锂正极材料及其适配性电解液研究最新进展。指出离子掺杂、表面包覆、复合方法是改善镍锰酸锂电化学性能的有效途径。同时,通过引入成膜添加剂、改变锂盐的种类及浓度、调整主溶剂的种类及比例等方法,可以提高电解液的耐高压性能,提高镍锰酸锂电极与电解液的界面稳定性,也是提升镍锰酸锂电池性能的重要方法。最后提出,适用于锂离子电池的5 V高电压电解液的研发相对滞后,其是制约高电压电池体系应用的主要问题。     

硼酸锂包覆改性尖晶石锰酸锂的研究

尖晶石型锰酸锂由于具有优异的安全性能且成本低廉,成为锂离子电池正极材料的研究热点。然而,由于锰溶解所导致的循环性能衰退是锰酸锂发展的主要障碍。随着温度的升高,锰溶解加剧,因而电池在高温条件下衰退更加严重。将硼酸锂包覆于锰酸锂表面,可以抑制锰的溶解。通过高能球磨的方法可将硼酸锂均匀地包覆于锰酸锂表面。X射线衍射与电化学阻抗表征结果表明,硼酸锂不会引起锰酸锂结构的变化和电池阻抗的增加。通过对界面转移电阻的研究发现,硼酸锂包覆量超过2%（质量分数）时电池的极化会增加,因此将硼酸锂的最佳包覆量控制在2%。相比于未经包覆的锰酸锂,经包覆的锰酸锂不论是对锂半电池还是对石墨全电池均表现出优异的循环性能,尤其是在60 ℃下的循环性能大大改善。软包全电池体积能量密度达到308 W·h/L,1C循环200次后容量保持率可达到94.7%。通过硼酸锂包覆可有效抑制锰酸锂的锰溶解,改善其循环性能。     

烧结温度对尖晶石型LiMn2O4的影响

尖晶石型锰酸锂作为锂离子电池正极材料具有比能量高、循环性能好、成本低、无污染、安全性能好等优点,成为近年来研究的热点。尖晶石型LiMn2O4的结构与性能在很大程度上决定着锂离子电池的商业化。烧结温度是制备LiMn2O4的重要影响因素。从制备方法上综述了温度对尖晶石型LiMn2O4的影响。     

废旧三元锂离子电池回收技术研究新进展

随着锂离子电池产业的发展,退役三元锂离子电池带来的环境污染和资源浪费问题日益严重。数量庞大的废旧三元锂电池材料蕴含丰富的锂、镍、钴等有价元素,潜在资源量巨大,回收经济价值高,系统地开展废旧三元锂电池材料的回收及再生技术,将有助于防治废旧电池污染、缓解镍钴锂资源短缺压力,促进我国锂电池产业的良性发展。本文介绍了废旧三元锂离子电池中正极、负极材料、电解液回收的研究现状,主要包括正极材料的预处理、酸浸、碱浸出与材料再生、石墨和铜箔回收、电解液回收,着重介绍现阶段材料的制备方法和工艺,简要比较了各种工艺路线的优缺点,探讨了当前废旧三元锂离子电池回收存在的关键共性问题,并提出绿色环保、短流程、低成本、自动化的废旧三元锂离子电池回收利用发展思路。