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锂氟化碳电池膨胀力研究及仿真分析验证
1
作者 周威 巴金玉 +1 位作者 王少伟 苏晓倩 《电源技术》 北大核心 2025年第8期1759-1764,共6页
针对锂氟化碳软包装电池成组放电时在厚度方向膨胀所带来的壳体结构强度设计难题,以22 Ah锂氟化碳软包电池为研究对象,通过压力传感器测试了不同数量的软包电池在放电过程中厚度方向的膨胀力变化,通过公式推导建立了不同电池数量和对器... 针对锂氟化碳软包装电池成组放电时在厚度方向膨胀所带来的壳体结构强度设计难题,以22 Ah锂氟化碳软包电池为研究对象,通过压力传感器测试了不同数量的软包电池在放电过程中厚度方向的膨胀力变化,通过公式推导建立了不同电池数量和对器壁膨胀压力的数学模型,以该模型为依据对16并电池单元外壳进行了设计并采用ANSYS Workbench软件对其受力情况进行了仿真分析。结果表明仿真结果与实际放电后的壳体膨胀形变结果基本一致,验证了该方法的准确性。该方法的建立,为电池单元外壳结构安全裕度设计提供了重要支撑。 展开更多
关键词 氟化电池 膨胀力 结构安全
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氟化碳(CF_(x))材料在锂原电池中的研究进展与应用
2
作者 张洋 张雅婷 +2 位作者 张泽峰 王九洲 付甜甜 《电源技术》 CAS 北大核心 2024年第8期1466-1474,共9页
CF_(x)作为一种重要的正极材料,在锂原电池中具有高能量密度、长贮存寿命和优异的安全性等优点。近年来,研究人员通过研究Li/CF_(x)的工作机理,揭示了CF_(x)材料目前存在的问题,并针对这些问题进行了一系列的改性处理,如等离子体处理、... CF_(x)作为一种重要的正极材料,在锂原电池中具有高能量密度、长贮存寿命和优异的安全性等优点。近年来,研究人员通过研究Li/CF_(x)的工作机理,揭示了CF_(x)材料目前存在的问题,并针对这些问题进行了一系列的改性处理,如等离子体处理、表面包覆、原子掺杂等。此外,研究人员还通过表面脱氟、纳米尺度工程等手段,改变表面结构从而提升导电性和锂离子传输速率,进一步提高了其能量密度。这些研究成果为CF_(x)在锂原电池中的应用提供了新的思路和途径。主要介绍了Li/CF_(x)电池的工作机理及CF_(x)材料目前存在的问题,针对CF_(x)材料的改性方法做了总结分析,并对Li/CF_(x)电池在航空航天、国防军事等领域的应用做了详细介绍和展望。 展开更多
关键词 氟化 正极材料 氟化电池 改性方法
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锂/氟化碳电池电解液的研究进展
3
作者 卢俊杰 彭丹 +2 位作者 倪文静 杨媛 汪靖伦 《储能科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期1487-1495,共9页
锂/氟化碳(Li/CF_(x))电池作为一种具有最高理论比容量(860 mAh/g)和能量密度(2180 Wh/kg)的一次电池,具有高安全性能、低自放电率、平稳的放电电压和环境友好等优点,广泛应用于医疗、军事、电子科技和航空航天等领域。电解液作为Li/CF_... 锂/氟化碳(Li/CF_(x))电池作为一种具有最高理论比容量(860 mAh/g)和能量密度(2180 Wh/kg)的一次电池,具有高安全性能、低自放电率、平稳的放电电压和环境友好等优点,广泛应用于医疗、军事、电子科技和航空航天等领域。电解液作为Li/CF_(x)电池必不可缺的一部分,在正负极之间起到传递离子的作用,具有重要的研究意义。本文从Li/CF_(x)电池的低温性能、倍率性能以及放电平台等方面综述了Li/CF_(x)电池电解液的研究进展;重点阐述了电解液理化性质、界面浸润与相容、锂离子溶剂化结构、C—F键活化和LiF形成与溶解等因素对Li/CF_(x)电池放电性能的影响;最后,对Li/CF_(x)电池新型电解液的研究提出了思考与展望。 展开更多
关键词 电化学 /氟化电池 电解液 低温性能 倍率性能
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微波碳热还原法合成锂离子电池正极材料Li_2FeSiO_4/C 被引量:8
4
作者 曹雁冰 胡国荣 +2 位作者 彭忠东 杜柯 刘艳 《功能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第6期990-993,共4页
以Li2CO3、FeOOH、纳米Si O2为原料,聚乙烯醇和超导碳为碳源,采用微波碳热合成法合成了Li2FeSi O4/C材料。通过XRD、SEM和恒流充放电测试,对样品结构、形貌和电化学性能进行了表征和分析。结果表明,微波合成法可以快速制备具有正交结构... 以Li2CO3、FeOOH、纳米Si O2为原料,聚乙烯醇和超导碳为碳源,采用微波碳热合成法合成了Li2FeSi O4/C材料。通过XRD、SEM和恒流充放电测试,对样品结构、形貌和电化学性能进行了表征和分析。结果表明,微波合成法可以快速制备具有正交结构的Li2FeSi O4材料;在处理温度650℃、时间12min的条件下获得了高纯度、晶粒细小均匀的产物,并具有良好的电化学性能。以C/20倍率进行充放电测试,首次放电容量为127.5mAh/g,20次循环后容量仍有124mAh/g。 展开更多
关键词 离子电池 正极材料 li2FESIO4 微波热还原法
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高比能氟化碳材料及Li/CF_x电池的特性研究 被引量:7
5
作者 阳晓霞 段征 +2 位作者 金晶龙 王燕 王希文 《电源技术》 CAS CSCD 北大核心 2018年第8期1161-1162,1170,共3页
采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、差示扫描量热法(DSC)等多种手段表征了一款高比能氟化碳材料的结构、形貌、热稳定性、电导率等特性,并采用软包装电池对该材料进行了性能表征。结果表明:氟化碳材料电导率数量级为10^(-9) S/... 采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、差示扫描量热法(DSC)等多种手段表征了一款高比能氟化碳材料的结构、形貌、热稳定性、电导率等特性,并采用软包装电池对该材料进行了性能表征。结果表明:氟化碳材料电导率数量级为10^(-9) S/cm,电池倍率和低温性能稍差,经55℃存储一年后容量衰减非常小,容量保持率达到98%;通过严苛的短路、充电、过放电、针刺和挤压安全实验,安全性能优异。 展开更多
关键词 氟化 氟化电池 性能
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锂氟化碳电池安全性研究 被引量:8
6
作者 乔学荣 米娟 刘志伟 《电源技术》 CAS CSCD 北大核心 2017年第8期1127-1129,共3页
与其他锂原电池相比,锂氟化碳电池具有较好的安全性,但是在短路、高温等情况下安全性问题仍然严重。分析了锂氟化碳电池的各种安全性影响因素,并通过短路、充电、过放电和热箱四项安全性实验,验证了锂氟化碳电池的安全性。
关键词 电池 氟化电池 安全性
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锂-氟化碳电池的研究进展及应用分析 被引量:6
7
作者 吕殿君 祝树生 +2 位作者 仇公望 王小辉 詹景坤 《电源技术》 CAS CSCD 北大核心 2018年第1期147-148,164,共3页
锂-氟化碳电池作为一种锂原电池,具有比能量高、放电性能平稳、储存寿命长、无毒、不污染环境等特点,目前商业领域应用较为广泛。结合锂-氟化碳电池技术特点和发展情况,介绍了锂-氟化碳电池技术国内外研究现状,并对其在国防军事领域应... 锂-氟化碳电池作为一种锂原电池,具有比能量高、放电性能平稳、储存寿命长、无毒、不污染环境等特点,目前商业领域应用较为广泛。结合锂-氟化碳电池技术特点和发展情况,介绍了锂-氟化碳电池技术国内外研究现状,并对其在国防军事领域应用做了分析。 展开更多
关键词 -氟化电池 发展现状 应用分析
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碳热还原法制备锂离子电池正极材料Li_3V_2(PO_4)_3的研究 被引量:10
8
作者 姜霖琳 田彦文 刘丽英 《材料与冶金学报》 CAS 2006年第2期115-118,共4页
以L iCO3、V2O5、NH4H2PO4为原料,采用碳热还原法合成锂离子电池正极材料L i3V2(PO4)3(LVP).根据TG分析得到制备样品的温度范围。对所得材料分别进行了XRD、粉末微电极循环伏安及恒电流充放电测试.XRD分析表明,850℃煅烧所得样品特征衍... 以L iCO3、V2O5、NH4H2PO4为原料,采用碳热还原法合成锂离子电池正极材料L i3V2(PO4)3(LVP).根据TG分析得到制备样品的温度范围。对所得材料分别进行了XRD、粉末微电极循环伏安及恒电流充放电测试.XRD分析表明,850℃煅烧所得样品特征衍射峰型尖锐,晶体结构发育良好,为纯相的L i3V2(PO4)3;循环伏安测试表明,锂离子脱嵌分三步进行,循环伏安曲线对称性好;合成的正极材料在7 mA/g恒流充放电,首次充、放电比容量分别为129.8 mA.h/g、116.8 mA.h/g,充放电效率达90%,循环性能有待提高.材料中过量碳的加入提高了其充、放电比容量,使其循环性能有所改善. 展开更多
关键词 离子电池 正极材料 li3V2(PO4)3 热还原 循环伏安
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锂氟化碳电池放电热效应的模拟研究 被引量:10
9
作者 卢立丽 王松蕊 《电源技术》 CAS CSCD 北大核心 2016年第5期1098-1102,共5页
通过对氟化碳电极和金属锂电极物理化学性质的研究,在多物理场耦合软件中建立了锂氟化碳放电热效应模型,并模拟计算了绝热条件下,25 Ah锂氟化碳原电池在1/30 C恒流放电过程中电池温度的变化。模拟结果与绝热对照实验相比,误差在-6.28%到... 通过对氟化碳电极和金属锂电极物理化学性质的研究,在多物理场耦合软件中建立了锂氟化碳放电热效应模型,并模拟计算了绝热条件下,25 Ah锂氟化碳原电池在1/30 C恒流放电过程中电池温度的变化。模拟结果与绝热对照实验相比,误差在-6.28%到0.44%之间。 展开更多
关键词 氟化电池 热效应 模拟
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锂氟化碳电池正极水性聚合物粘结剂的研究 被引量:2
10
作者 刘浩杰 任斌 +2 位作者 刘雪省 郑海山 杨芳凝 《电源技术》 CAS 北大核心 2019年第12期1939-1941,2000,共4页
为提高锂氟化碳电池氟化碳正极比能量和在放电过程中的结构稳定性,采用丁苯橡胶、聚丙烯腈和聚丙烯酸基粘结剂等水系粘结剂制备新型氟化碳正极。采用差示扫描量热法(DSC)、循环伏安法(CV)、剥离强度、恒流放电等测试方法,对比研究了水... 为提高锂氟化碳电池氟化碳正极比能量和在放电过程中的结构稳定性,采用丁苯橡胶、聚丙烯腈和聚丙烯酸基粘结剂等水系粘结剂制备新型氟化碳正极。采用差示扫描量热法(DSC)、循环伏安法(CV)、剥离强度、恒流放电等测试方法,对比研究了水性粘结剂和PVDF粘结剂对氟化碳正极结构稳定性和电性能的影响。结果表明聚丙烯酸基粘结剂具有良好的热稳定性和电化学稳定性,粘结力强,放电后极片结构稳定,不存在掉粉现象,制备的锂氟化碳电池比能量可达751 Wh/kg。 展开更多
关键词 氟化电池 粘结剂 氟化正极
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锂氟化碳-二氧化锰电池贮存性能影响因素研究 被引量:3
11
作者 孟宪玲 杨忠 +2 位作者 苏晓倩 杨芳凝 穆浩 《电源技术》 CAS 北大核心 2021年第8期1012-1015,共4页
以氟化碳和二氧化锰复合材料为正极的锂氟化碳-二氧化锰电池,既保留氟化碳材料高比能量的特点,又兼顾二氧化锰倍率性能好的优势。与其他一次电池相同,贮存性能是影响锂氟化碳-二氧化锰电池实际使用可靠性的重要指标。从正极烘干温度、... 以氟化碳和二氧化锰复合材料为正极的锂氟化碳-二氧化锰电池,既保留氟化碳材料高比能量的特点,又兼顾二氧化锰倍率性能好的优势。与其他一次电池相同,贮存性能是影响锂氟化碳-二氧化锰电池实际使用可靠性的重要指标。从正极烘干温度、预放电工艺、粘结剂、贮存温度等方面对锂氟化碳-二氧化锰电池贮存寿命的影响进行了研究。结果表明:烘干温度为150~180℃时,电池的胀气得到明显抑制,有利于改善电池的长期贮存;预放电容量比例3%以上可以抑制电池的胀气,在实验范围内与放电电流无关;N1粘结剂可以保持正极的完整度,进而影响电池贮存性能的可靠性;随着贮存温度的升高,电池的自放电反应速率加快,高温贮存前期容量损失率较大,后期由于负极表面钝化膜的形成,正负极表面状态趋于稳定,电池的自放电反应速率也相应放缓。 展开更多
关键词 氟化-二氧化锰电池 贮存性能 影响因素
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锂氟化碳电池技术进展 被引量:15
12
作者 刘春娜 《电源技术》 CAS CSCD 北大核心 2012年第5期624-625,共2页
1锂氟化碳电池的优势和特性 一次电池中理论比能量最大的就是锂氟化碳电池(约2 180 Wh/kg),它也是首先作为商品的一种固体正极锂电池。锂氟化碳电池的正极材料——氟化石墨是最好的固体润滑剂和防水剂,在国防等领域有重要应用。
关键词 一次电池 电池 氟化 技术进展 固体润滑剂 正极材料 氟化石墨 比能量
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锂氟化碳电池电解液研究 被引量:1
13
作者 郝明明 丁飞 +1 位作者 张晶 卢志威 《电源技术》 CAS CSCD 北大核心 2018年第6期821-824,共4页
对氟化碳电池电解液的配制及使用进行了研究。使用两种醚类溶剂DME、THF和两种砜类溶剂TMS、DMSO等,锂盐为LiBF_4、LiClO_4、Li N(SO_2CF_3)_2等,组成单溶剂电解液,进行电化学阻抗、线性扫描及电性能测试,其中LiTFSI-THF电解液所制备的... 对氟化碳电池电解液的配制及使用进行了研究。使用两种醚类溶剂DME、THF和两种砜类溶剂TMS、DMSO等,锂盐为LiBF_4、LiClO_4、Li N(SO_2CF_3)_2等,组成单溶剂电解液,进行电化学阻抗、线性扫描及电性能测试,其中LiTFSI-THF电解液所制备的电池以0.1 C放电,比容量为856.9 mAh/g,接近理论容量;LiClO_4-DMSO电解液以0.1 C放电,放电平台达到2.7 V。以VC、FEC作为添加剂使用,提高了电池的放电容量。 展开更多
关键词 氟化电池 电解液 添加剂
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锂氟化碳电池内应力研究及电池壳设计 被引量:2
14
作者 乔学荣 任学颖 《电源技术》 CAS CSCD 北大核心 2017年第7期1013-1016,共4页
锂氟化碳电池具有很高的比能量,是其他锂原电池的2~3倍,如锂二氧化锰电池、锂二氧化硫电池。但是在其放电过程产生的氟化锂会在多孔碳表面沉积,导致正极板膨胀,而约束电池膨胀将产生很强的内应力。介绍了一种电池内应力的测试方法,并对... 锂氟化碳电池具有很高的比能量,是其他锂原电池的2~3倍,如锂二氧化锰电池、锂二氧化硫电池。但是在其放电过程产生的氟化锂会在多孔碳表面沉积,导致正极板膨胀,而约束电池膨胀将产生很强的内应力。介绍了一种电池内应力的测试方法,并对锂氟化碳电池的测试结果进行了研究。根据锂氟化碳电池内应力测试结果,结合力学仿真分析手段进行了电池壳体的设计。 展开更多
关键词 氟化电池 膨胀应力 力学仿真
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锂氟化碳电池空间环境适应性研究 被引量:1
15
作者 米娟 谢欣 +2 位作者 乔学荣 王九洲 邢鑫磊 《电源技术》 CAS 北大核心 2022年第10期1117-1120,共4页
为研究锂氟化碳电池在火星探测应用中的环境适应性,设计并实施了辐照实验、空间环境力学实验、火星表面极低温度贮存实验等多种空间环境适应性评价实验。结果表明,锂氟化碳电池经受20 k rad(Si)剂量的辐照后,容量损失<1.5%,电池组经... 为研究锂氟化碳电池在火星探测应用中的环境适应性,设计并实施了辐照实验、空间环境力学实验、火星表面极低温度贮存实验等多种空间环境适应性评价实验。结果表明,锂氟化碳电池经受20 k rad(Si)剂量的辐照后,容量损失<1.5%,电池组经受30 g加速度、1800 g冲击力学后结构完整、无明显形变,过程中电池电压无跳变,电池经受极低温度再恢复常温后仍具备正常放电能力,容量损失为2.99%。 展开更多
关键词 火星探测 氟化电池 实验验证 空间环境适应性
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高比能量锂氟化碳电池在深空探测器上的应用试验研究 被引量:4
16
作者 乔学荣 郭际 米娟 《深空探测学报》 2020年第1期87-92,共6页
深空探测任务由于重量制约以及光照强度减弱等原因,可供选择的电源有限。锂氟化碳电池技术被认为是未来深空探测器电源潜在可行的选项。对锂氟化碳电池进行了比能量、比热容、发热量测试以及低温性能和贮存性能测试,测试结果表明:锂氟... 深空探测任务由于重量制约以及光照强度减弱等原因,可供选择的电源有限。锂氟化碳电池技术被认为是未来深空探测器电源潜在可行的选项。对锂氟化碳电池进行了比能量、比热容、发热量测试以及低温性能和贮存性能测试,测试结果表明:锂氟化碳电池高比能量优势明显,长贮存寿命满足了深空探测器数月甚至数年飞行期间自放电率低的需求,针对低温应用需求,采用复合电极有效改善低温放电性能,而针对锂氟化碳电池比热容、发热量的测试为电池热仿真分析提供了必不可少的数据支撑。 展开更多
关键词 深空探测 能源 氟化–二氧化锰电池 氟化电池
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锂氟化碳电池保护电路的设计与应用
17
作者 米娟 刘志伟 +1 位作者 乔学荣 王九洲 《电源技术》 CAS 北大核心 2019年第8期1296-1299,共4页
锂氟化碳电池具有质量轻、比能量高、稳定性好等优点,得到广泛研究。通过保护电路的设计,成功实现了在无电源管理单元或对电池组无监测、遥控的情况下,锂氟化碳电池作为一个独立的单元具有过流保护和防过放电的功能。提高了锂氟化碳电... 锂氟化碳电池具有质量轻、比能量高、稳定性好等优点,得到广泛研究。通过保护电路的设计,成功实现了在无电源管理单元或对电池组无监测、遥控的情况下,锂氟化碳电池作为一个独立的单元具有过流保护和防过放电的功能。提高了锂氟化碳电池的可靠性,避免在实际应用中对周边设备或整星系统造成严重危害。通过保护电路中使用的相关元器件的性能验证实验及可靠性预计计算,进一步证实了设计的保护电路的可靠性和有效性。本文所设计的保护电路助推锂氟化碳电池首次应用于航天飞行器上,且在轨运行性能良好。 展开更多
关键词 氟化电池 保护电路 可靠性
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壳聚糖基氮掺杂碳包覆FeF_(3)锂离子电池正极材料的制备及性能
18
作者 陈荟茗 林燕容 +5 位作者 周月 曹栩均 陈素妍 蒲浩 赵瑞瑞 袁中直 《华南师范大学学报(自然科学版)》 北大核心 2024年第5期43-52,共10页
为解决使用有机物高分子材料制备高性能N掺杂碳包覆FeF_(3)正极材料中遇到的易还原、易烧蚀等挑战,提出了H_(2)O_(2)氧化与冷冻干燥相结合的制备策略。以Fe(NO_(3))_(3)为铁源兼发泡剂、壳聚糖为N、C包覆原料,在pH 1.8下制备了氮掺杂碳... 为解决使用有机物高分子材料制备高性能N掺杂碳包覆FeF_(3)正极材料中遇到的易还原、易烧蚀等挑战,提出了H_(2)O_(2)氧化与冷冻干燥相结合的制备策略。以Fe(NO_(3))_(3)为铁源兼发泡剂、壳聚糖为N、C包覆原料,在pH 1.8下制备了氮掺杂碳包覆的多孔FeF_(3)复合材料,研究了该材料作为锂离子电池正极材料的电化学性能。结果表明:前驱液中壳聚糖的引入使复合材料保存了壳聚糖纤维的缠绕包覆效果;高温O 2直接氧化法会导致壳聚糖多孔纤维的烧蚀和结构坍塌,在碳化后的氟化过程中,采用H_(2)O_(2)氧化与NH_(4)HF_(2)+NaH_(2)PO_(4)氟化相结合的水热合成法,使N掺杂碳包覆FeF_(3)复合材料中的Fe元素保持高价态,从而使其在4.5~2.0 V充放电范围具有208 mAh/g初始容量和好的循环性能。此方法可有效利用壳聚糖等天然高分子纤维的优势制备高活性的多孔FeF_(3)正极材料。该研究提出的策略简单有效,对各种N掺杂碳包覆的复合材料制备具有指导意义。 展开更多
关键词 离子电池 正极材料 壳聚糖 氟化 氮掺杂包覆材料
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EPS控制系统用锂/氟化碳电池的安全性能
19
作者 林莉芸 孙君菊 +1 位作者 刘华侨 黄相甫 《电源技术》 CAS CSCD 北大核心 2017年第12期1721-1722,1745,共3页
研制的EPS控制系统用锂/氟化碳电池以锂为负极、氟化石墨为正极,采用10 Ah的方形软包装,通过短路、过放、挤压及针刺等实验测试其安全性能。电池进行短路实验,未出现起火、爆炸及漏液等现象,且电池的表面温升始终小于40℃;电池以0.20 C... 研制的EPS控制系统用锂/氟化碳电池以锂为负极、氟化石墨为正极,采用10 Ah的方形软包装,通过短路、过放、挤压及针刺等实验测试其安全性能。电池进行短路实验,未出现起火、爆炸及漏液等现象,且电池的表面温升始终小于40℃;电池以0.20 C进行过放电实验至-3.0 V,未出现起火、爆炸及漏液等现象,且电池的表面温升始终小于34℃;电池进行挤压及针刺实验,也未出现起火、爆炸等现象,且电池表面温升始终小于11℃。 展开更多
关键词 /氟化电池 安全性测试 表面温升
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氟化磷酸酯对锂/氟化碳电池放电性能的影响 被引量:6
20
作者 张懋慧 杨炜婧 +1 位作者 解晶莹 袁黎明 《电池》 CAS CSCD 北大核心 2015年第2期65-67,共3页
合成了一种氟化磷酸酯,通过核磁共振(NMR)分析结构,研究合成的氟化磷酸酯对锂/氟化碳电池电化学性能的影响。在合成的氟化磷酸酯电解液体系中,常温0.02 C放电比容量为816 mAh/g,2.00 C放电比容量衰减至435 mAh/g;高温55℃时,0.02 C放电... 合成了一种氟化磷酸酯,通过核磁共振(NMR)分析结构,研究合成的氟化磷酸酯对锂/氟化碳电池电化学性能的影响。在合成的氟化磷酸酯电解液体系中,常温0.02 C放电比容量为816 mAh/g,2.00 C放电比容量衰减至435 mAh/g;高温55℃时,0.02 C放电比容量为869 mAh/g,2.00 C放电仍可保持在758 mAh/g。 展开更多
关键词 氟化磷酸酯 /氟化(li/cfx)电池 电解液 高温性能
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