软包锂离子电池极片断裂机理与防护措施研究

首先根据软包锂离子电池极片断裂现象的特征分析了断裂的机理,提出了减小压力和调整压力分布两种防护方案,设计并试制了用于调整压力分布的弹性硅胶垫,并进行充放电循环实验以验证防护效果。经过3 000多次充放电循环后,将实验结果进行对比分析,实验结果表明:卷绕结构的软包锂离子电池构成模块时,减小电池受到的层叠压力和使用弹性硅胶垫两种方案对防止极片断裂是有效的;在模块结构中施加800 N左右的压力(对应压强69 kPa),同时配合使用弹性硅胶垫对电池寿命最有利。     

软包锂电池在适当压力下的膨胀及寿命研究

电动汽车软包锂离子电池在构成模块成组时必不可少地需要一定的压力来固定约束电池,但是压力过大或过小会对电池造成一定的损害。通过对软包锂离子电池在恒压状态下进行充放电循环测试,分析实验数据并对比不同压强下的几个电池组,结果表明施加69 kPa的压强时有利于延长电池寿命。对比不同寿命阶段下电池的放电能力曲线,施加适当压力的电池即使经过2 000次循环依旧保持良好的放电能力,加压能让电芯接触更加紧密。通过观测一个单次循环中压力的变化,表明电池充电时膨胀,放电时恢复。同时通过实验数据表明不同寿命阶段电池各个部位的膨胀程度也不同,负极近极耳端膨胀比较明显,负极膨胀是影响电池膨胀的主要因素,电池内部的不可逆膨胀主要发生于寿命前中期,经2 000次循环后电池厚度膨胀了2.7%。     

新型车用软包锂离子电池模块温度特性研究

电动汽车电池包由一定数量的电池模块组成,模块的温度特性将直接影响电池包的温度特性。为研究软包三元锂离子电池模块的温度特性,以软包三元锂离子单体电池作为对象,设计并制作了新型的电池模块。通过测量试验,获得了单体电池在不同下开路电压与温度的关系,获得了dE0/d与的关系曲线。结合Bernadi生热模型,利用ANSYS软件建立了电池模块热模型;进行了不同放电倍率下发热仿真,对比不同放电倍率下模块的温升实际测试结果,实测结果与仿真结果误差很小,表明该模型是可信的。仿真结果表明该模块在不同倍率下放电的温升和温度场差异较小,这表明模块的散热设计是有效的。