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SAR卫星用能量功率兼顾型锂离子电池研究
被引量：
11
1
作者
宋缙华
丰震河
+4 位作者
郭向飞
颜琪斌
田娟
王可
潘延林
《上海航天（中英文）》
CSCD
2020年第2期104-108,129,共6页
未来大功率合成孔径雷达(SAR)卫星的发展对储能电池组提出了轻量化、倍率高及在轨寿命长等要求,而现有的SAR卫星用功率型锂离子电池产品已无法满足未来需求。通过优化正极材料和电池设计,加入功能电解液,在保证电池功率特性的同时,显著...
未来大功率合成孔径雷达(SAR)卫星的发展对储能电池组提出了轻量化、倍率高及在轨寿命长等要求,而现有的SAR卫星用功率型锂离子电池产品已无法满足未来需求。通过优化正极材料和电池设计,加入功能电解液,在保证电池功率特性的同时,显著提升了电池的能量密度和循环稳定性。本文研制出的新一代能量功率兼顾型锂离子蓄电池,额定容量为25.0 Ah,初期放电比能量达到180.0 Wh·kg-1,2 C放电容量为0.2 C容量的91.0%,1 C-100%放电深度(DOD)和2 C-30%DOD循环性能优异,可以满足下一代大功率SAR卫星的供配电需求,且大幅降低了电源系统重量,提高了卫星储能系统的利用率和平台有效载荷能力。
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关键词
大功率合成孔径雷达卫星
锂离子电池
高比能
高功率
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职称材料
基于多尺度的空间锂离子蓄电池单体电-热耦合模型
被引量：
3
2
作者
宋缙华
丰震河
+3 位作者
郭向飞
田娟
张兴浩
王可
《上海航天（中英文）》
CSCD
2021年第5期17-24,共8页
针对高比能兼顾高功率的锂离子电池,高电极载量、高压实、低电导等特性会显著增加电池大倍率放电的产热和内部温差,传统的热试验方法无法获取电池内部温度分布。将传统热试验与仿真相结合,以能量功率兼顾型空间锂离子蓄电池单体为研究对...
针对高比能兼顾高功率的锂离子电池,高电极载量、高压实、低电导等特性会显著增加电池大倍率放电的产热和内部温差,传统的热试验方法无法获取电池内部温度分布。将传统热试验与仿真相结合,以能量功率兼顾型空间锂离子蓄电池单体为研究对象,建立了一维电化学与三维热双向耦合模型,获取了电池在绝热环境下不同倍率放电的电压、温度和发热功率变化,仿真结果与实验值吻合度高,分析得到单体电池大倍率放电的本征热安全区间为0~75%放电深度(DOD)。同时,计算发现随着放电倍率的增加,放电结束时电池温度最高区域由电芯内部中心位置逐渐变成正极极柱,最大温差逐渐增大,3 C时达到0.82℃。假设增加底面恒温散热,3 C放电结束的最大温差高达11.18℃。本文建立的模型不仅适用于空间锂离子蓄电池单体的研发,还适用于电池组的热仿真设计。
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关键词
锂离子电池
电-热耦合仿真
电性能
发热量
温度场
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职称材料
基于原位参比的氧化亚硅--石墨复合负极循环衰减机制
3
作者
宋缙华
张兴浩
+4 位作者
丰震河
程广玉
顾洪汇
顾海涛
王可
《储能科学与技术》
CAS
CSCD
北大核心
2023年第4期1059-1065,共7页
为了研究氧化亚硅和石墨在复合应用时的循环衰减机制,本工作通过在循环过程中增加小电流可逆容量标定,消除了电压极化对衰减行为的影响。通过在软包装电池内部预先埋入参比电极,对比不同循环次数时正极和负极的电化学特征变化,利用负极...
为了研究氧化亚硅和石墨在复合应用时的循环衰减机制,本工作通过在循环过程中增加小电流可逆容量标定,消除了电压极化对衰减行为的影响。通过在软包装电池内部预先埋入参比电极,对比不同循环次数时正极和负极的电化学特征变化,利用负极微分曲线解析氧化亚硅和石墨的去锂化容量演变过程和衰减程度。同时,结合交流阻抗谱(EIS)、扫描电子显微技术(SEM)、元素能谱(EDS)和等离子体发射光谱(ICP)等测试。结果表明,造成电池循环衰减的主要原因是活性锂损失和氧化亚硅衰减,两者造成的容量损失分别为0.45 Ah和0.36 Ah。负极衰减速率明显快于正极,循环600次后,负极中石墨和氧化亚硅的衰减程度分别为2.2%和30.3%。电池在循环过程中产生了新的界面阻抗,所有动力学阻抗参数呈逐渐增大的趋势。拆解电池发现,循环后负极发生了严重的体积膨胀和副反应,导致锂损失在负极并失活,引起界面阻抗的增长和电池容量的衰减。本研究可以无损定量识别氧化亚硅和石墨在循环过程中的衰减程度,为含硅复合负极的工程化应用提供了研究基础。
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关键词
氧化亚硅
参比电极
循环衰减
锂离子电池
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职称材料
题名
SAR卫星用能量功率兼顾型锂离子电池研究
被引量：
11
1
作者
宋缙华
丰震河
郭向飞
颜琪斌
田娟
王可
潘延林
机构
上海空间电源研究所
出处
《上海航天（中英文）》
CSCD
2020年第2期104-108,129,共6页
文摘
未来大功率合成孔径雷达(SAR)卫星的发展对储能电池组提出了轻量化、倍率高及在轨寿命长等要求,而现有的SAR卫星用功率型锂离子电池产品已无法满足未来需求。通过优化正极材料和电池设计,加入功能电解液,在保证电池功率特性的同时,显著提升了电池的能量密度和循环稳定性。本文研制出的新一代能量功率兼顾型锂离子蓄电池,额定容量为25.0 Ah,初期放电比能量达到180.0 Wh·kg-1,2 C放电容量为0.2 C容量的91.0%,1 C-100%放电深度(DOD)和2 C-30%DOD循环性能优异,可以满足下一代大功率SAR卫星的供配电需求,且大幅降低了电源系统重量,提高了卫星储能系统的利用率和平台有效载荷能力。
关键词
大功率合成孔径雷达卫星
锂离子电池
高比能
高功率
Keywords
synthetic aperture radar(SAR)satellite
lithium ion battery
high energy density
high power
分类号
V423.44 [航空宇航科学与技术—飞行器设计]
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职称材料
题名
基于多尺度的空间锂离子蓄电池单体电-热耦合模型
被引量：
3
2
作者
宋缙华
丰震河
郭向飞
田娟
张兴浩
王可
机构
上海空间电源研究所
空间电源技术国家重点实验室
出处
《上海航天（中英文）》
CSCD
2021年第5期17-24,共8页
基金
国家重点研发计划(2018YFB0905300,2018YFB0905301)。
文摘
针对高比能兼顾高功率的锂离子电池,高电极载量、高压实、低电导等特性会显著增加电池大倍率放电的产热和内部温差,传统的热试验方法无法获取电池内部温度分布。将传统热试验与仿真相结合,以能量功率兼顾型空间锂离子蓄电池单体为研究对象,建立了一维电化学与三维热双向耦合模型,获取了电池在绝热环境下不同倍率放电的电压、温度和发热功率变化,仿真结果与实验值吻合度高,分析得到单体电池大倍率放电的本征热安全区间为0~75%放电深度(DOD)。同时,计算发现随着放电倍率的增加,放电结束时电池温度最高区域由电芯内部中心位置逐渐变成正极极柱,最大温差逐渐增大,3 C时达到0.82℃。假设增加底面恒温散热,3 C放电结束的最大温差高达11.18℃。本文建立的模型不仅适用于空间锂离子蓄电池单体的研发,还适用于电池组的热仿真设计。
关键词
锂离子电池
电-热耦合仿真
电性能
发热量
温度场
Keywords
lithium-ion battery
electro-thermal coupling simulation
electrical properties
heat power
temperature field
分类号
V423.44 [航空宇航科学与技术—飞行器设计]
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职称材料
题名
基于原位参比的氧化亚硅--石墨复合负极循环衰减机制
3
作者
宋缙华
张兴浩
丰震河
程广玉
顾洪汇
顾海涛
王可
机构
上海空间电源研究所
出处
《储能科学与技术》
CAS
CSCD
北大核心
2023年第4期1059-1065,共7页
文摘
为了研究氧化亚硅和石墨在复合应用时的循环衰减机制,本工作通过在循环过程中增加小电流可逆容量标定,消除了电压极化对衰减行为的影响。通过在软包装电池内部预先埋入参比电极,对比不同循环次数时正极和负极的电化学特征变化,利用负极微分曲线解析氧化亚硅和石墨的去锂化容量演变过程和衰减程度。同时,结合交流阻抗谱(EIS)、扫描电子显微技术(SEM)、元素能谱(EDS)和等离子体发射光谱(ICP)等测试。结果表明,造成电池循环衰减的主要原因是活性锂损失和氧化亚硅衰减,两者造成的容量损失分别为0.45 Ah和0.36 Ah。负极衰减速率明显快于正极,循环600次后,负极中石墨和氧化亚硅的衰减程度分别为2.2%和30.3%。电池在循环过程中产生了新的界面阻抗,所有动力学阻抗参数呈逐渐增大的趋势。拆解电池发现,循环后负极发生了严重的体积膨胀和副反应,导致锂损失在负极并失活,引起界面阻抗的增长和电池容量的衰减。本研究可以无损定量识别氧化亚硅和石墨在循环过程中的衰减程度,为含硅复合负极的工程化应用提供了研究基础。
关键词
氧化亚硅
参比电极
循环衰减
锂离子电池
Keywords
silicon oxide
reference electrode
cycle degradation
lithium-ion battery
分类号
TM912.9 [电气工程—电力电子与电力传动]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
SAR卫星用能量功率兼顾型锂离子电池研究
宋缙华
丰震河
郭向飞
颜琪斌
田娟
王可
潘延林
《上海航天（中英文）》
CSCD
2020
11
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
基于多尺度的空间锂离子蓄电池单体电-热耦合模型
宋缙华
丰震河
郭向飞
田娟
张兴浩
王可
《上海航天（中英文）》
CSCD
2021
3
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
基于原位参比的氧化亚硅--石墨复合负极循环衰减机制
宋缙华
张兴浩
丰震河
程广玉
顾洪汇
顾海涛
王可
《储能科学与技术》
CAS
CSCD
北大核心
2023
0
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职称材料
已选择
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