高功率锂离子蓄电池制备与性能研究

以尖晶石锰酸锂为正极材料,制备了混合动力汽车(HEV)用8Ah高功率锂离子蓄电池,电池容量、质量及荷电保持性能一致性良好。性能测试结果表明:单体电池25.0C持续放电比功率达到1517W/kg;-30℃下1.0C放电容量是25℃下的90%;室温循环700周容量保持87%;电池在针刺、挤压和短路的情况下,不爆炸,不起火,具有较好的安全性;室温下电池循环过程中充放电效率接近100%,而高温下只有97%;高温下电池的充电容量和放电容量比室温下衰减快,而在充电过程中高温充电容量的变化比室温下复杂得多。     

HEV用MH-Ni电池的研制

报道了HEV用高功率MH-Ni电池的研制.通过优化设计单体及模块电池结构,优选正负极活性物质材料、基体材料及配方,提高了电池比功率,使之达到1 100 W/kg;改进正极配方,提高电池高温充电效率:60℃下0.5 C充放电,效率达到90%;改进负极材料及配方.提高电池低温放电性能:-25 ℃ 1 C放电达到初始容量的90%.     

D型MH/Ni动力电池性能研究

研究了自制的D型MH-/Ni动力电池的电化学性能.结果表明:电池组的比能量58 Wh/kg,能量密度199Wh/L(2.6A放电),能进行7.5 A(1 C)快速充电.7.5 A(1C)、15 A(2C)和37.5 A(5C)放电容量分别达到1.5 A(0.2C)时的97.1%、96.9%和76.4%.单体电池比功率488 W/kg.5 A、100%DOD循环650次,容量减少6%.     

高安全长寿命LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2/Li_4Ti_5O_(12)电池的制备

研制以Li Ni_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2、钛酸锂(Li_4Ti_5O_(12))分别为正、负极活性物质,25μm厚的聚乙烯为隔膜的方形(245 mm×160 mm×6 mm)12 Ah铝塑膜软包装锂离子电池。筛选电极材料、电解液配方,并通过优化工艺制作的电池在1.5~2.7 V充放电,在常温(25℃)下以4.00 C循环6 000次的容量保持率大于98%,且不胀气;以0.50 C放电,在高温(55℃)下的容量为常温时的108.2%;最高脉冲放电比功率为2 232 W/kg。5只100%SOC电池串联进行针刺测试,不起火、不爆炸。     

电解液对LiNi_(0.8)Co_(0.15)Al_(0.05)O_2/石墨电池性能的影响

选用LiNi_(0.8)Co_(0.15)Al_(0.05)O_2(NCA)/石墨体系,LiPF_6浓度分别为1.25 mol/L和1.30 mol/L的电解液,研制额定容量为4.5 Ah的功率型软包装锂离子电池。使用Li PF6浓度为1.25 mol/L、添加二氟苯酸硼酸锂电解液的电池,功率性能及循环性能较好,250 A(约55 C)放电容量为3.998 Ah,可达到5 A放电容量的85%,平均比功率为4 328 W/kg,500 A脉冲放电2 s实验的瞬时比功率达到8 700 W/kg。     

纯电动汽车用锂离子电池的低温性能

锂离子电池低温特性的研究多限于单体电池,且测试工况单一。分别以纯电动汽车用锂离子电池单体和系统为研究对象,设计以1/3 C放电至截止电压的恒流一次放电工况,以及以1/3 C恒流放电0.5 h,静置10.0 h,循环至截止电压的多天多次放电工况,并在0℃、-10℃和-20℃下进行放电测试。在多天多次放电工况下,电池单体和系统的放电容量分别为139.14 Ah、138.47 Ah,放电能量分别为505.98 W·h、44 443.40 W·h,均低于恒流一次放电工况下的相应数据;同一工况下,电池系统的低温放电容量低于单体电池。采用数据拟合方式,构建电池系统、单体低温放电能量与温度的关系公式。     

中等功率型锂离子蓄电池的研究

研制了中等功率型锂离子蓄电池,对电极材料、电解液体系的选择及电池的制备与化成进行了研究,并进行了一系列电池性能的测试试验.试验结果表明,中等功率型锂离子蓄电池的额定容量为24Ah,比功率达到452W/kg,比能量达到123Wh/kg,4C放电倍率特性良好.在过充、短路、针刺、挤压试验过程中不起火、不爆炸,安全可靠性高.2C放电循环100次后容量为初始容量的91%,能够满足对电池中等倍率放电的要求.     

超低温锂离子电池的研制

研制了兼具低温放电、高功率输出及高比能量等特点的额定容量为5 Ah的软包装锂离子电池。电池的比能量达183.5 Wh/kg,在-40℃的低温下,以5 C(25 A)在2.2~4.2 V放电,可放出额定容量的86.9%。常温20 C放电能放出额定容量的94.3%,平均比功率达3 027 W/kg。在80 C高功率脉冲放电2 s的实验中,2 s内平均比功率达9 164 W/kg。以1 C在2.75~4.20 V循环1 000次,容量保持率为88.3%。     

混合动力电动车用384 V/80 Ah MH-Ni动力电池系统

研制开发出混合动力电动车用80 Ah方型MH-Ni(氢镍)动力电池及其96 V/80 Ah、384 V/80 Ah高电压电池组系统;在-20～55℃宽温度范围条件下,电池可在SOC0.2～0.8范围内进行3～10 C的脉冲充放电,12 V电池模块比能量达61 Wh/kg,峰值比功率达到406 W/kg,电池28天荷电保持率达91%;电池1 C寿命正在测试中,目前已达500次无任何衰减.96 V或384 V高电压电池组大电流充放电特性、热管理、性能一致性状态及安全可靠性较好;384 V/80 Ah电池组及其管理系统完成城市客车工况150 h台架可靠性实验考核,并顺利进行在燃料电池/MH-Ni电池为混合动力的城市客车的装车运行实验,电池组性能状态良好.     

六氟磷酸锂浓度对锂电池性能影响的软件测试

采用LiNi0.8Co0.15Al0.05O2(NCA)/石墨体系并利用浓度为1.25和1.30 mol/L的六氟磷酸锂电解液,研制额定容量为4.5 Ah的功率型软包装锂离子电池。Ba tte ry Monitor软件充放电测试表明,当六氟磷酸锂的浓度为1.25 mol/L,并添加二氟苯硼酸锂电解液的电池,功率性能及循环性能较好,248 A(约55 C)放电容量为3.995 Ah,可达到5 A放电容量的84.8%,平均比功率为4 325 W/kg,500 A脉冲放电2 s实验的瞬时比功率达到8 700 W/kg。