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化学电源内阻测量及状态监测策略分析研究
被引量：
2
1
作者
蒋杭廷
张倩倩
+4 位作者
张松通
祝夏雨
孟闻捷
邱景义
明海
《储能科学与技术》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第10期3400-3422,共23页
内阻是表征电池寿命以及电池运行状态的重要参数之一,是衡量电子和离子在电极内迁移或扩散难易程度的主要标志,其测量时的准确度易受到测量温度和压力等环境变量的影响,准确检测化学电源内阻对提高电池管理的精度具有指导意义。面对当...
内阻是表征电池寿命以及电池运行状态的重要参数之一,是衡量电子和离子在电极内迁移或扩散难易程度的主要标志,其测量时的准确度易受到测量温度和压力等环境变量的影响,准确检测化学电源内阻对提高电池管理的精度具有指导意义。面对当前内阻测量变量多、误差大和应用单一等问题,本文梳理分析了近年来混合脉冲功率特性法、直流内阻测试法、交流注入法、直流放电法和电化学阻抗谱法这五种典型锂离子电池内阻测量方法的相关研究工作,重点介绍了内阻受内外环境的具体影响,创新性地引入了内阻和电池寿命、电池状态以及电池安全预警之间的关系,为提高化学电源性能评估的准确性、预测化学电源寿命和优化化学电源使用提供了解决方案,最后对内阻的测量方法和机器学习模型的改进策略进行了研判和讨论,提出了内阻测量需要达到测试时间短、测试一致性好和精度高的量化评价指标,有望持续丰富内阻测量方法及其应用,从而进一步推动化学电源内阻的精准测量以及对电池模组的状态监控与分析,为提高各类化学电源内阻的测量精确度提供新的思路和方法借鉴。
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关键词
交流阻抗
直流阻抗
电池寿命预测
健康状态
机器学习
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职称材料
Zr浓度梯度掺杂改性NCM811高镍三元正极材料的研究
被引量：
2
2
作者
张圆雪
牟粤
+4 位作者
文越华
李萌
王跃
朱振威
孟闻捷
《沈阳理工大学学报》
CAS
2024年第1期75-82,共8页
高镍三元电极材料是高比能量锂离子电池最具应用前景的正极材料,但随着镍含量增大,其结构稳定性变差。为此,本文制备了Zr浓度梯度掺杂改性的NCM811(Zr-PCG)高镍三元正极材料,探究了Zr掺杂量对材料结构、形貌、元素分布、电化学性能的影...
高镍三元电极材料是高比能量锂离子电池最具应用前景的正极材料,但随着镍含量增大,其结构稳定性变差。为此,本文制备了Zr浓度梯度掺杂改性的NCM811(Zr-PCG)高镍三元正极材料,探究了Zr掺杂量对材料结构、形貌、元素分布、电化学性能的影响及其机制,以改善其结构稳定性和循环性能。结果表明,Zr掺杂由内向外呈渐进式梯度设计,高结合能的Zr—O键可有效抑制游离氧的析出,掺杂量为1%的1.0 Zr-PCG电极材料晶体结构稳定性最优,同时Zr掺杂也显著提高了电极的热稳定性。1.0 Zr-PCG电极在1C下的初始放电比容量达到193.1 mAh/g,循环200次后,容量保持率为近90%,明显高于未掺杂NCM811电极的容量保持率(82.4%);充放电倍率增至10C,1.0 Zr-PCG电极仍可放出152.7 mAh/g的容量,表现出优异的倍率性能。
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关键词
高比能量
锂离子电池
高镍三元正极
Zr掺杂
梯度掺杂
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职称材料
低温条件下磷酸铁锂-石墨体系锂离子电池阻抗研究
被引量：
2
3
作者
李萌
王跃
+3 位作者
邱景义
文越华
朱振威
孟闻捷
《储能科学与技术》
CAS
CSCD
北大核心
2023年第11期3538-3544,共7页
锂离子电池因为其高功率密度、高能量密度、长循环寿命等优势,在军、民领域均有广泛应用。然而锂离子电池在低温环境下性能会发生极大衰减,这阻碍了其在极端环境如极地、高原、太空等领域中的应用。本工作以常见的磷酸铁锂-人造石墨体...
锂离子电池因为其高功率密度、高能量密度、长循环寿命等优势,在军、民领域均有广泛应用。然而锂离子电池在低温环境下性能会发生极大衰减,这阻碍了其在极端环境如极地、高原、太空等领域中的应用。本工作以常见的磷酸铁锂-人造石墨体系锂离子电池为研究对象,采用软包三电极装置,研究了不同温度下(-20~25℃)电池的放电性能,结合电化学阻抗谱,分别独立研究电池正极和负极在低温条件下的放电行为和阻抗特征,分析了制约电池低温性能的主要限制因素,为进一步改善电池的低温性能提供了依据和途径。研究表明,负极的电荷转移阻抗是电池阻抗的主要来源,其电极极化是造成电池极化的主要原因,是电池性能的主要限制因素,但是随着温度的降低,正极极化对电池极化的贡献增加,当温度降低到-10℃以下时,正极成为电池低温性能的主要限制因素。
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关键词
锂离子电池
磷酸铁锂-石墨体系
低温放电性能限制因素
三电极
电化学阻抗
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职称材料
题名
化学电源内阻测量及状态监测策略分析研究
被引量：
2
1
作者
蒋杭廷
张倩倩
张松通
祝夏雨
孟闻捷
邱景义
明海
机构
北京工业大学材料科学与工程学院
军事科学院防化研究院
出处
《储能科学与技术》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第10期3400-3422,共23页
基金
国家自然科学基金项目(62075002,21703285)。
文摘
内阻是表征电池寿命以及电池运行状态的重要参数之一,是衡量电子和离子在电极内迁移或扩散难易程度的主要标志,其测量时的准确度易受到测量温度和压力等环境变量的影响,准确检测化学电源内阻对提高电池管理的精度具有指导意义。面对当前内阻测量变量多、误差大和应用单一等问题,本文梳理分析了近年来混合脉冲功率特性法、直流内阻测试法、交流注入法、直流放电法和电化学阻抗谱法这五种典型锂离子电池内阻测量方法的相关研究工作,重点介绍了内阻受内外环境的具体影响,创新性地引入了内阻和电池寿命、电池状态以及电池安全预警之间的关系,为提高化学电源性能评估的准确性、预测化学电源寿命和优化化学电源使用提供了解决方案,最后对内阻的测量方法和机器学习模型的改进策略进行了研判和讨论,提出了内阻测量需要达到测试时间短、测试一致性好和精度高的量化评价指标,有望持续丰富内阻测量方法及其应用,从而进一步推动化学电源内阻的精准测量以及对电池模组的状态监控与分析,为提高各类化学电源内阻的测量精确度提供新的思路和方法借鉴。
关键词
交流阻抗
直流阻抗
电池寿命预测
健康状态
机器学习
Keywords
AC impedance
DC impedance
life prediction of battery
state of health
machine learning
分类号
TM911 [电气工程—电力电子与电力传动]
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职称材料
题名
Zr浓度梯度掺杂改性NCM811高镍三元正极材料的研究
被引量：
2
2
作者
张圆雪
牟粤
文越华
李萌
王跃
朱振威
孟闻捷
机构
军事科学院防化研究院总体研究所
出处
《沈阳理工大学学报》
CAS
2024年第1期75-82,共8页
基金
国家自然科学基金面上项目(21975284)。
文摘
高镍三元电极材料是高比能量锂离子电池最具应用前景的正极材料,但随着镍含量增大,其结构稳定性变差。为此,本文制备了Zr浓度梯度掺杂改性的NCM811(Zr-PCG)高镍三元正极材料,探究了Zr掺杂量对材料结构、形貌、元素分布、电化学性能的影响及其机制,以改善其结构稳定性和循环性能。结果表明,Zr掺杂由内向外呈渐进式梯度设计,高结合能的Zr—O键可有效抑制游离氧的析出,掺杂量为1%的1.0 Zr-PCG电极材料晶体结构稳定性最优,同时Zr掺杂也显著提高了电极的热稳定性。1.0 Zr-PCG电极在1C下的初始放电比容量达到193.1 mAh/g,循环200次后,容量保持率为近90%,明显高于未掺杂NCM811电极的容量保持率(82.4%);充放电倍率增至10C,1.0 Zr-PCG电极仍可放出152.7 mAh/g的容量,表现出优异的倍率性能。
关键词
高比能量
锂离子电池
高镍三元正极
Zr掺杂
梯度掺杂
Keywords
high energy density
lithium-ion batteries
high-nickel ternary anode
Zr doping
gradient doping
分类号
TU528 [建筑科学—建筑技术科学]
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职称材料
题名
低温条件下磷酸铁锂-石墨体系锂离子电池阻抗研究
被引量：
2
3
作者
李萌
王跃
邱景义
文越华
朱振威
孟闻捷
机构
军事科学院防化研究院
出处
《储能科学与技术》
CAS
CSCD
北大核心
2023年第11期3538-3544,共7页
文摘
锂离子电池因为其高功率密度、高能量密度、长循环寿命等优势,在军、民领域均有广泛应用。然而锂离子电池在低温环境下性能会发生极大衰减,这阻碍了其在极端环境如极地、高原、太空等领域中的应用。本工作以常见的磷酸铁锂-人造石墨体系锂离子电池为研究对象,采用软包三电极装置,研究了不同温度下(-20~25℃)电池的放电性能,结合电化学阻抗谱,分别独立研究电池正极和负极在低温条件下的放电行为和阻抗特征,分析了制约电池低温性能的主要限制因素,为进一步改善电池的低温性能提供了依据和途径。研究表明,负极的电荷转移阻抗是电池阻抗的主要来源,其电极极化是造成电池极化的主要原因,是电池性能的主要限制因素,但是随着温度的降低,正极极化对电池极化的贡献增加,当温度降低到-10℃以下时,正极成为电池低温性能的主要限制因素。
关键词
锂离子电池
磷酸铁锂-石墨体系
低温放电性能限制因素
三电极
电化学阻抗
Keywords
lithium-ion batteries
lithium iron phosphate-graphite system
limiting factors of low temperature discharge performance
three electrodes
electrochemical impedance
分类号
TQ028.8 [化学工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
化学电源内阻测量及状态监测策略分析研究
蒋杭廷
张倩倩
张松通
祝夏雨
孟闻捷
邱景义
明海
《储能科学与技术》
CAS
CSCD
北大核心
2024
2
在线阅读
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职称材料
2
Zr浓度梯度掺杂改性NCM811高镍三元正极材料的研究
张圆雪
牟粤
文越华
李萌
王跃
朱振威
孟闻捷
《沈阳理工大学学报》
CAS
2024
2
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
低温条件下磷酸铁锂-石墨体系锂离子电池阻抗研究
李萌
王跃
邱景义
文越华
朱振威
孟闻捷
《储能科学与技术》
CAS
CSCD
北大核心
2023
2
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职称材料
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