浅析锂电池剩余寿命的ELM间接预测方法

锂离子电池在实际的使用过程中经常会出现性能退化现象,电池性能退化必然会影响到仪器设备的正常使用,严重时可能会引起设备故障,因此电池使用过程中通常会使用一定的方法对锂离子电池的剩余使用寿命进行预测,现阶段常用的锂离子电池剩余寿命预测主要有两类方法,但这两种方法都存在着一些问题,因此本文构建一种ELM间接预测的方法,本文将对这种方法进行详细地介绍。     

美国研发新型增稠电解质护航锂电池安全

<正>电动汽车中常用的电池类型之一便是锂离子电池,但是因碰撞或是其他对汽车施加的冲击会导致锂离子电池起火或爆炸,冲击会导致电极内部短路,因"热失控",小火会蔓延至整个电池以及汽车的其他部分。美国阿克伦大学高分子科学副教授YuZhu博士表示:"尽管大家在电池热管理方面已经做出了很大的努力,但是     

水性粘合剂LA132在钴酸锂正极材料中的应用研究

锂离子电池是近20年来处于高速发展的一种新型高性能蓄电池，具有电压高、喷量轻、比能量密度大、自放电小等许多优点，其应用范围涵盖了民用，国防和航空航天等领域。锂离子电池的电极是通过在用金属箔制成的集流体上涂布正／负极活性物质并干燥后制成的，这是锂离子蓄电池电极不同于其他电池电极的独特制造工艺，为了将集流体与电极活性物质粘在一起，要使用少量粘合剂。目前，     

用Mises屈服条件求内边界固支环板的极限荷载

在锂离子电池的充放电过程中,随着电极颗粒中锂的嵌入和脱出,颗粒会发生膨胀和收缩而导致应力的产生,应力过大时会发生电极材料的脱落、破裂,致使电池内阻增加、循环性能下降、容量衰减,最终导致电池失效。该文对正负极椭球颗粒建立三维电化学-力耦合模型,计算了充电过程中电极颗粒的锂浓度分布以及负极石墨颗粒的应力分布。结果表明：两个颗粒接触的部位应力较大,且过大的应力会削弱锂离子的脱嵌能力,导致两个负极颗粒接触的部位锂浓度较低而两个正极颗粒接触的部位锂浓度较高。此外,颗粒表面径向应力为零,径向应力最大值出现在颗粒中心,最大切向应力出现在两个颗粒接触的表面。     

基于电化学-力耦合模型的锂离子电池充电过程中石墨颗粒的应力模拟

在锂离子电池的充放电过程中,随着电极颗粒中锂的嵌入和脱出,颗粒会发生膨胀和收缩而导致应力的产生,应力过大时会发生电极材料的脱落、破裂,致使电池内阻增加、循环性能下降、容量衰减,最终导致电池失效。该文对正负极椭球颗粒建立三维电化学-力耦合模型,计算了充电过程中电极颗粒的锂浓度分布以及负极石墨颗粒的应力分布。结果表明:两个颗粒接触的部位应力较大,且过大的应力会削弱锂离子的脱嵌能力,导致两个负极颗粒接触的部位锂浓度较低而两个正极颗粒接触的部位锂浓度较高。此外,颗粒表面径向应力为零,径向应力最大值出现在颗粒中心,最大切向应力出现在两个颗粒接触的表面。     

改善锂离子电池电极/电解液界面高温稳定性的研究进展

电极/电解液界面作为制约锂离子电池高比能量和电化学稳定性的关键因素，其高温稳定性对电池的电化学性能有着重要影响。综述了近几年来改善锂离子电池高温稳定性的研究进展；介绍了高温环境对锂离子电池电极材料和电解液的主要影响；主要从电解液组成角度出发分析了如何设计高温条件下可稳定存在的电极/电解液界面膜，进而有效地改善锂离子电池的高温性能；最后对锂离子电池高温电解液未来的发展和研究方向进行了展望。     

扩散应力诱导的锂离子电池失效机理研究进展

在锂离子电池的充放电过程中,由锂离子扩散过程产生的浓度梯度和活性材料锂化膨胀产生的变形会导致扩散应力。过大的扩散应力会造成活性颗粒的破裂、活性颗粒之间的分离、活性层的断裂以及活性层与集流体的分层等多种力学失效形式,并最终导致电池出现容量衰减、阻抗上升和寿命缩短等一系列失效现象。因此扩散应力及其诱导的锂离子电池失效机理已经成为锂离子电池研究领域的热点之一,具有重要的理论研究意义和实际应用价值。本文尝试从活性颗粒、活性电极、半电池、电池单元和电池单体等不同尺度,综述近年来与扩散应力诱导的锂离子电池失效机理相关的研究进展,介绍各尺度下扩散应力的产生机制和研究手段,分析扩散应力对电池力学和电化学性能的影响规律,梳理和总结扩散应力的影响因素,最后对该领域今后的研究方向与发展趋势进行了展望。     

锂离子电池用粘接剂

随着新能源产业的兴起,特别是混合动力和纯电动汽车的兴起,市场对锂离子电池的能量密度、安全性、成本等方面提出了更高的要求,锂电池产业也面临前所未有的挑战。如何开发出安全性高,价格低廉,能量密度高的锂离子电池是未来一段时期急需解决的重大课题。粘接剂作为锂离子电池电极制造中不可缺少的组成部分,在电极中占有较小的比例,但不同种类的粘接剂与锂离子电池电化学性能有非常密切的关系。硅作为一种储量非常丰富,理论比容量很高的负极材料,很有希望成为下一代锂离子电池的电极材料。主要阐述了当前国内外学者在锂离子电池粘接剂方面的研究成果,重点介绍了硅基负极材料用粘接剂,总结了不同类型粘接剂对锂离子电化学性能的影响以及粘接机理,对未来锂离子电池用粘接剂的发展方向做了展望。     

复旦水系锂离子电池研究获得突破性进展

<正>据有关媒体近日报道,复旦大学关于水系锂离子电池的研究取得突破性进展,找到了导致水系锂离子电池循环性差、即寿命偏短的核心问题。相关研究成果发表在最新一期的《自然——化学》上。研究员经过一系列的实验和分析证实,在水和氧气存在下,作为电池负极的电极材料会被氧气氧化是造成水系锂离子电池容量衰减的     

法国研制出高能锂离子电池电极

纳米构造的电极以及活性材料（如锂、镍以及锰等材料）的使用将使得电池的体积大为缩小，并应用到便携电子设备和电动车辆上。法国研究人员已经制造出锂离子电池的电极，不论从重量还是容量来看，其蓄能表现都数倍于传统的电极。这种新的锂离子电池的电极可以帮助使得手机或笔记本电脑的体积大为缩减，而且通过一次充电可以使这些电子设备拥有更长的电池续航能力。     

铁基电极材料在锂/钠离子电池中的应用研究进展

随着低碳环保的生活方式不断深入人心,人们对能源储存器件的需求日益增加。锂离子电池由于具有较高的工作电压、较高的能量密度和良好的循环寿命,逐渐占领了二次能源储存市场。当然,锂离子电池也面临着自身的问题,如锂资源储量少、开采难度大而导致的锂离子电池成本高。钠离子电池具有与锂离子电池相似的电化学性质,且钠盐资源丰富,近年来受到了研究者们的广泛关注。在整个电池中,电极材料的作用尤为重要,决定了整个电池的循环寿命。铁基电极材料具有丰富的原材料资源、价格低廉、安全无污染,因此成为了最合适的一类电极材料。然而,铁基电极材料的电化学性能还有待进一步改善。通过设计合适的纳米结构以及发展简易的金属有机框架化合物衍生的方法,制备了一系列铁基电极材料,并用于锂、钠离子电池,取得了不错的电化学性能。综述了近年来研究者们和作者课题组制备的铁基电极材料在锂、钠离子电池上的研究进展。     

韩国开发出蜘蛛网状锂离子电池新材料

<正>韩国成均馆大学发布消息称,其研究组根据蜘蛛网的结构与功能开发出锂离子电池高性能电极活性材料,成功解决了高容量材料退化和充放电速度慢等问题,可以应用于多种类型的高容量二次电池。目前科学家为了克服锂离子电池负极材料石墨容量受限(约370m A·h/g)的缺点,开发了高容量硅和过渡金属氧     

锂离子电池用多孔电极结构设计及制备技术进展

随着人们对锂离子电池需求的日益增加, 高能量密度和高功率密度锂离子电池技术成为研究热点之一。材料改性及新材料开发能有效提高电池的能量密度, 除此以外, 孔隙率、孔径大小与分布、曲折度及电极组分分布等电极的微观结构参数也是决定电极及电池性能的关键因素。通过优化电极结构设计提升高比能电池的性能逐渐成为人们关注的焦点。本文综述了锂离子电池多孔电极结构设计优化的研究进展, 总结了多孔电极结构设计要素及制备方法, 最后对电极结构设计优化以及推动新型制备技术的规模化应用在高比能锂离子电池领域的未来发展前景进行展望。     

锂离子电池多层复合电极结构研究进展

随着电动汽车的快速发展,人们对动力电池的能量密度和寿命等电化学性能有了更高的要求.正负极活性材料的改性和修饰、新型导电剂和黏结剂的应用以及电极组分的优化设计,能够有效提升锂离子电池的循环性能和倍率性能.然而,传统电极因其单层结构本身存在的活性涂层表面结构不稳定,内部存在极化现象等问题,在一定程度上限制了高负载电极在锂离子电池中性能的发挥.因此改善传统电极中的单层结构,是锂离子电池研究的重要方向.本文通过归纳分析多层复合电极结构的相关研究,总结出解决单层电极结构本身问题的三种方案,分别为增加电极表面结构稳定性,增加电极表面导电性以及调整电极内部组分分布增加电极内部结构稳定性.这三种方案分别具备各自的优势,通过整合分析其特点,本文对目前多层复合电极结构的研究现状进行了总结,为锂离子电池及其他体系电池的电极设计提供了新的方向和思路.     

锂离子电池浆料的制备技术及其影响因素

新能源汽车行业的蓬勃发展对高性能锂离子电池需求越来越迫切.作为锂离子电池的重要组成部分,电极性能对于锂离子电池整体性能的影响十分显著.而在电极中,作为多组分混合物浆料的均匀性和稳定性对于电极片性能的影响巨大.但是目前研究者们的重点通常都是放在电极特性和电池组装工艺上,对决定电池性能浆料的特性研究较少.电极组分的均匀性是由浆料组分的均匀性和稳定性决定,而浆料是一种多组分悬浮颗粒组成的复杂体系,其均匀性和稳定性难以直接观测,浆料的流变性能是当前能反映浆料均匀性和稳定性的最有效的指标参数.本文阐述了近年来锂离子电池电极浆料制造过程中活性物质、黏结剂、导电剂、溶剂、分散添加剂、pH值、温度、混合步骤对浆料流变性能的影响,总结了这些因素对浆料流变性能的影响规律,为研制出更加均匀和稳定的浆料体系及高性能锂离子电池提供一定的指导作用.     

高能锂离子电池的研究进展

近年来,锂离子电池因其优异的性能,发展十分迅速,锂离子电池的优异性能与电极材料的制备工艺及选择等密切相关,本文系统介绍了锂离子电池的工作原理,正负极材料及电解质的研究进展,并对锂离子电池研究中出现的问题提解决的途径。     

碳纳米管及其在锂离子电池中的应用

目前，锂离子二次电池正朝质量更轻、体积更小的方向发展，因此需要电极材料具有尽可能高的可逆容量。碳纳米管具有很大的潜力，通过对它进一步处理，可望得到较大的可逆容量。随着新的规模制备方法的出现，在将来的商业电池中，碳纳米管用作锂离子电池的负极材料的可能性又向前迈出了坚实的一步。     

锂离子电池正极材料LiFePO4

一般意义上的电池是由三部分组成的:正极、负极与电解质。对于锂离子电池来讲,锂离子作为电荷载体,承担着传输电能的任务。当电池放电时,锂离子从负极通过电解质流向正极,而充电时则反向流回。如图1所示:锂离子有许多独特的性能,比如质轻、电极电动势低(比标准氢电极低3.04V)等。这些特性使得锂离子电池与其它电池相比具有高能量密度与高工作电压的优势。然而,由于金属锂与空气和水剧烈反应,因此锂离子电池中的电极材料是以将锂离子镶嵌在其它材料中的形式构成的。在晶体学中,客体原子或客体离子移入主晶体结构中的反应多被称作“插入”或…     

中科院研制出高容量长寿命石墨烯锂电池材料

正中国科学院发布消息称,中科院合肥物质科学研究院智能机械研究所刘锦淮和黄行九课题组的副研究员刘金云等在研制高性能石墨烯锂离子电池方面取得新成果,研制了具有高容量长寿命的三维石墨烯纳米复合锂离子电池材料。从便携式电子设备到新能源电动汽车,都对高性能锂离子电池具有迫切需求。作为锂离子电池的核心,电极活性材料普遍要求具有高容量和能量密度、长期循环稳定和安全性。为了获得高容量和能量密度,活性材料在电极中     

高安全性锂离子电池隔膜的研究进展

锂离子电池因其高能量密度、长寿命和低自放电率而成为目前占主导地位的移动电源。锂离子电池的安全性一直受到人们的关注。隔膜作为锂离子电池的重要组成部分，既为锂离子的传输提供了通道，同时又隔离了正负电极，防止了电池短路，对锂离子电池的安全性起着重要的作用。近年来，研究人员从方法、材料和实际要求的不同角度致力于开发各种多功能安全隔膜。主要关注高热稳定性、高安全性隔膜的最新进展，用于高安全锂离子电池。此外，还提出了下一代高安全性、锂电池隔膜的未来发展方向和挑战。