蓄电池内压测试仪的开发与应用

开发了一种蓄电池内压测试仪,集成了高性能的压力传感器和蓄电池相配套的传感器封装结构及压力采集与数据存取的软硬件。该测试仪既适用于以水溶液为电解质的蓄电池的内压测量,也可用于以有机溶液为电解质的锂离子电池。由于其精度高,可定量检测电池内部气体的压力,操作简便、响应速度快,可实现电池内压的在线测量及数据储存。用该仪器测试了D型氢镍电池的稳定内压,结果表明,稳定内压与电池的荷电状态呈线性关系;研究了Li4Ti5O12/LiCoO2及Li4Ti5O12/LiMn2O418650型锂离子电池活化及随后充放电过程的内压变化,定量描述了钛酸锂电池的气胀行为。     

HEV用MH/Ni电池管理系统

根据混合动力汽车(HEV)对MH/Ni电池组的应用要求,设计了电池管理系统.采用模块式结构,实现了对40组电池模块运行数据的实时精确采集,为准确判断电池的状况和估算电池的荷电状态(SOC)提供了依据.系统采用气体压力变化作为蓄电池组充电的控制参数,具有较强的抗干扰功能,丰富的故障诊断功能和可靠的CAN总线通讯功能.在HEV中的实际应用表明:系统运行良好,对MH/Ni电池组的SOC预测精度达到5%以内.     

HEV用低自放电率D型MH-Ni电池的研制

降低自放电率是HEV用MH—Ni电池实用化过程中亟待解决的关键问题之一。采用丙烯酸接枝处理的PP隔膜、选择负极合金及表面处理、正极复合添加析氧抑制剂等措施,2／3A型MH—Ni电池的自放电率可由55．5％降为26．1％,用此工艺研制的HEV用7Ah的D型电池在55℃下存放7天的自放电率为35．3％,比功率达1121W／kg,模拟工况下的循环寿命达12．5万次。这些指标均超过了国家标准规定的要求。     

MH-Ni电池用β-Ni(OH)2的表征和综合评价

介绍了表征MH-Ni电池用β-Ni(OH)2的X射线衍射(XRD)方法.利用这些方法测试和分析不同来源的β-Ni(OH)2样品.结果表明:不同制备方法和不同工艺所得β-Ni(OH)2的晶粒形状、大小和层错几率明显不同;初始β-Ni(OH)2的微结构参数与充放电性能有一定的对应关系;初始β-Ni(OH)2的微结构参数在充放电过程以及循环过程都发生变化,这种变化的进程还受充放电条件和循环条件的影响.阐明了综合评价β-Ni(OH)2的必要性和重要性,最后提出综合评价β-Ni(OH)2的宏观参数和微观参数.     

石墨/Li(Ni1/3Co1/3Mn1/3)O2电池高温储存后的性能变化

将以Li Ni1/3Co1/3Mn1/3O2为正极、石墨为负极的锂离子电池在不同荷电态(SOC)、55±2℃下储存250 d,研究了储存后电池综合性能的变化。高温储存后,电池的综合性能发生衰减,如开路电压、容量、充放电性能、循环性能及安全性降低,交流内阻升高,功率性能衰减。综合性能衰减的程度,随储存时电池SOC的升高而增大。     

贮氢合金Mm（NiCoMnAl）5的不同制备方法对MH/Ni电池性能的影响

研究了采用悬浮熔炼（常规铸态）和不同冷却速度的单辊快淬方法制备的Mm（NiCoMnAl）5型稀土系贮氢合金负极活性材料对金属氢化物镍（MH/Ni）电池性能的影响.结果表明,采用不同方法制备的合金对整个电池活化后的容量和内阻影响很小,但是常规铸态合金在退火后降低了电池的放电电压平台,快淬合金随着冷凝速率的提高,放电平台呈降低趋势.对循环充放电过程中电池内阻、循环到一定次数时负极贮氢合金的粒度和正极内铝含量的测试结果表明,铸态不退火合金较差的抗粉化性和较差的耐腐蚀性使电池的循环性能较差,经退火后其性能均有所提高,快淬合金使电池的循环性能优于常规铸态合金.     

RE-Mg-Ni系储氢电极合金“电化学相图”的构建

将相图计算和RE-Mg-Ni(RE=Nd,Ce,Y)系储氢电极合金的最大放电容量测试相结合,然后通过矩阵运算的方式构建了合金"电化学相图",提出了一种储氢电极合金设计的新方法,可快速定位高放电容量区域,为储氢电极合金设计提供指导,缩短研发周期。结果表明,Nd-Mg-Ni体系具有较高的最大放电容量,Y-Mg-Ni体系次之,其中NdMgNi4合金的最大放电容量为271.06 mAh·g~(-1)。     

MH-Ni电池中稀土贮氢合金微结构的XRD研究

提出了分离微晶和微应力两种引起X衍射线条宽化效应的最小二乘方法。用该方法分析研究了不同工艺制备的贮氢合金的微结构，对比研究了MH-Ni电池中的贮氢合金在活化前后和循环寿命实验前后微结构的变化。结果表明活化对负极材料微结构产生重大影响；循环寿命实验后贮氢合金微结构的变化与循环条件密切相关。     

Al元素对储氢合金RE0．8Mg0．2（Ni0．85-xCo0．15Alx）3．5的结构及电化学性能的影响

用感应熔炼法制备了La0．5Pr0．2Nd0．1Mg0．2（Ni0．85-xCo0．15Alx）3．5（x=0．01-0．04）合金,并在氩气气氛下,用900℃退火处理。XRD分析表明,合金有两个主相：La2Ni,相和LaNi5相,晶轴比c／a随着Al含量的增大而增大。电化学测试表明,放电容量随着Al含量的增大而减小,由x=0．01时的394．6mAh／g下降到x=0．04时的380．6mAh／g,充放电循环衰减速率由x=0．01时的-0．32mAh／（g·cycle）降为x=0．04时的-0.20mAhl（g·cycle）,合金的倍率性能随着Al含量的增大而降低,当放电电流密度为1200mA／g时,高倍率性能由x=0．01时的61％降为x=0．04的35％。研究表明,当x≤0．02时不仅保持了合金的高容量,而且明显改善了合金的循环性能。     

内压用于镍氢电池充电控制及SOC估算

研究了D6000型动力镍氢电池充电及静置过程的内部气体压力变化规律,发现在恒定温度下,平衡内压与荷电状态(SOC)近似呈线性关系,内压变化提前于温度及电压的变化,可周内压或其变化率来判定充电上限.有内压控制的电池与无内压控制的相比,在30 A充电过程中的充电库仑效率提高10.9％,能量效率提高12.0％;充电结束时的表...