动力电池循环膨胀力研究 被引量：9

1

作者 王帝 张俊英 +1 位作者 刘英博 畅波 《电源技术》 CAS 北大核心 2020年第5期673-675,689,共4页

锂离子动力电池在使用过程中会发生电池鼓胀,既影响电池的寿命,也会由于其鼓胀超过模组框架允许极限而发生模组框架的破坏,进而引发安全事故,因此研究动力电池生命周期内膨胀力的变化规律对于提升电池性能及安全具有重要意义。总结了NCM... 锂离子动力电池在使用过程中会发生电池鼓胀,既影响电池的寿命,也会由于其鼓胀超过模组框架允许极限而发生模组框架的破坏,进而引发安全事故,因此研究动力电池生命周期内膨胀力的变化规律对于提升电池性能及安全具有重要意义。总结了NCM622三元和磷酸铁锂体系动力电池使用寿命过程中机械力的变化规律,研究结果表明:(1)无论是三元体系还是磷酸铁锂体系动力电池,都会随着容量的衰减,膨胀力逐渐增加;(2)在单次充放电过程中三元电池由于正极材料晶胞体积变化很小,电池形变主要受负极材料影响,所以内部鼓胀力随着电压的增长而增加;磷酸铁锂电池由于正极材料在充放电过程中的变化影响,在充电和放电过程中电池膨胀力会分别出现波谷;(3)三元电池和磷酸铁锂电池的循环容量衰减和膨胀力增加均符合线性关系,循环过程中磷酸铁锂电池的容量衰减较三元电池慢,且磷酸铁锂电池膨胀力增长也小于三元电池。膨胀力的变化规律为防爆阀的泄爆压力和模组结构强度设计提供重要依据。研究表明释放循环过程中的膨胀力可以提升电池的使用寿命。 展开更多

关键词 锂离子动力电池 全寿命周期 循环膨胀力 恒压力 恒位移

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大容量磷酸铁锂动力电池循环膨胀力研究 被引量：5

2

作者 刘萍 曲新波 +1 位作者 李加林 于利伟 《电源技术》 CAS 北大核心 2021年第8期993-995,共3页

实验发现大容量磷酸铁锂电池在充放电过程中的膨胀力呈现非线性变化趋势,在电池初始状态,压力极大值出现在100%荷电状态(SOC),但是在30%SOC附近还会出现一个峰值,该现象与锂离子在负极的嵌锂阶段相关。随着循环次数增加,30%SOC的膨胀力... 实验发现大容量磷酸铁锂电池在充放电过程中的膨胀力呈现非线性变化趋势,在电池初始状态,压力极大值出现在100%荷电状态(SOC),但是在30%SOC附近还会出现一个峰值,该现象与锂离子在负极的嵌锂阶段相关。随着循环次数增加,30%SOC的膨胀力增幅会大于100%SOC,并逐渐成为峰值压力。当30%SOC的峰值压力超过100%SOC的压力时,电池容量会呈现加速衰减。 展开更多

关键词 100%SOC 30%SOC 膨胀力 循环

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预处理流程对磷酸铁锂动力电池性能的影响 被引量：3

3

作者 刁志中 刘恋 +2 位作者 王永武 高飞 张娜 《电源技术》 CAS CSCD 北大核心 2018年第5期618-619,629,共3页

考察预化成工艺、高温存储对20 Ah磷酸铁锂动力电池性能的影响,分析不同预处理流程处理后负极极片状态、电池容量、电池厚度、内阻,总结在电池水分较高时的预处理工艺。研究结果表明,高温静置8 h后的电池容量为20.623 Ah,小于未高温静... 考察预化成工艺、高温存储对20 Ah磷酸铁锂动力电池性能的影响,分析不同预处理流程处理后负极极片状态、电池容量、电池厚度、内阻,总结在电池水分较高时的预处理工艺。研究结果表明,高温静置8 h后的电池容量为20.623 Ah,小于未高温静置的电池容量(20.700 Ah);化成截止电压为3.9 V时,电池厚度小于截止电压为3.65 V时的厚度;截止电压为3.9 V时,极片未出现析锂状况。因此在电池水分较高时,提高截止电压可以提高电池容量、降低电池厚度、避免死区。 展开更多

关键词 锂离子电池 磷酸铁锂 预化成 高温存储

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磷酸铁锂动力电池电解液改善及过程参数优化 被引量：3

4

作者 刁志中 刘恋 +1 位作者 王永武 张娜 《电源技术》 CAS 北大核心 2019年第3期393-394,397,共3页

为探究电解液组成和预化成工艺参数对20 Ah高压实密度磷酸铁锂动力电池用电极性能的影响,对电解液溶剂配比和预化成条件进行调整,用改变制成工艺后生产的负极极片组装电池,测试其满电状态、容量、首次库仑效率、内阻和极片厚度。结果表... 为探究电解液组成和预化成工艺参数对20 Ah高压实密度磷酸铁锂动力电池用电极性能的影响,对电解液溶剂配比和预化成条件进行调整,用改变制成工艺后生产的负极极片组装电池,测试其满电状态、容量、首次库仑效率、内阻和极片厚度。结果表明:降低EC、PC含量可以有效改善极片状态,促进电解液在高压实负极体系中的浸润性,电池容量从19.15 Ah提升至20.41 Ah。同时配合小电流长时间的预化成工艺,可以明显提升电池的容量和首次库仑效率,改善高能量密度锂电池的电性能。 展开更多

关键词 锂离子电池 高压实 电解液 过程参数

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三元锂离子动力电池产热特性研究 被引量：3

5

作者 畅波 李亚娥 +2 位作者 马志远 王帝 张俊英 《电源技术》 CAS 北大核心 2020年第12期1729-1731,1739,共4页

以商业化的方型三元锂离子动力电池为研究对象,在加速量热仪提供的绝热条件下,通过对电池在不同倍率放电过程中电压、温度等关键参数的采集和计算,分析了电池温度速率与放电深度的关系,及不同放电倍率对电池产热功率的影响,结果表明:随... 以商业化的方型三元锂离子动力电池为研究对象,在加速量热仪提供的绝热条件下,通过对电池在不同倍率放电过程中电压、温度等关键参数的采集和计算,分析了电池温度速率与放电深度的关系,及不同放电倍率对电池产热功率的影响,结果表明:随着放电深度的增加,电池的温度速率呈明显的不规律变化,而放电倍率越大,电池的温升及产热功率越高;通过对电池电化学-热耦合模型计算结果的研究发现:在放电过程中,欧姆热基本保持不变,可逆反应热随放电深度增加由吸热转为放热,而极化热受负极的影响较大。 展开更多

关键词 锂离子动力电池 三元正极材料 不同放电倍率 产热特性

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大容量磷酸铁锂动力电池膨胀力研究 被引量：1

6

作者 刘萍 曲新波 李加林 《电源技术》 CAS 北大核心 2021年第6期709-710,共2页

锂离子电池在充放电过程中,电池厚度会随锂离子向负极碳层迁移发生变化,进而导致电池膨胀力的变化。实验发现大容量磷酸铁锂电池,在充放电过程中的膨胀力呈现非线性变化趋势,大致趋势为“增加→降低→增加”,类似于正弦曲线,波峰的位置... 锂离子电池在充放电过程中,电池厚度会随锂离子向负极碳层迁移发生变化,进而导致电池膨胀力的变化。实验发现大容量磷酸铁锂电池,在充放电过程中的膨胀力呈现非线性变化趋势,大致趋势为“增加→降低→增加”,类似于正弦曲线,波峰的位置出现在30%SOC,波谷位置出现在60%SOC,通过原位XRD分析发现,这两个SOC与LiC_(12)和LiC_(6)不同的嵌锂阶段相关。 展开更多

关键词 SOC 膨胀力 原位XRD

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影响锂离子电池循环寿命的因素 被引量：11

7

作者 王玲玲 陈昕 石宝强 《电源技术》 CAS 北大核心 2019年第10期1737-1739,共3页

结合国内外文献,综述了锂离子电池循环寿命的主要影响因素,包括电池本身的设计(原材料的选择、N/P比的设计等)、电池制造过程工艺的影响(卷绕工艺、装配工艺等)、电池使用环境和使用方法的影响等。

关键词 锂离子电池 循环寿命 影响因素

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磷酸铁锂电池内阻的研究 被引量：5

8

作者 李加林 王玲玲 刘萍 《电源技术》 CAS 北大核心 2022年第2期206-208,共3页

内阻是锂离子电池的重要性能指标,测量了不同温度、不同频率下的交流内阻、直流内阻及电化学阻抗,结果表明:相同温度下,电池交流内阻随频率降低而增加;相同低频下,交流内阻随温度的降低而增加;高频(1 kHz)下,电池交流内阻对温度不敏感;... 内阻是锂离子电池的重要性能指标,测量了不同温度、不同频率下的交流内阻、直流内阻及电化学阻抗,结果表明:相同温度下,电池交流内阻随频率降低而增加;相同低频下,交流内阻随温度的降低而增加;高频(1 kHz)下,电池交流内阻对温度不敏感;低频下,交流内阻与直流内阻呈线性关系,而且电池交流内阻越大,直流内阻越大;相同频率下,交流内阻值与电化学阻抗值几乎一致。 展开更多

关键词 交流内阻 直流内阻 电化学阻抗 高频 低频

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镍钴锰体系锂离子电池粘结剂性能研究 被引量：5

9

作者 王斌 吴婷 +2 位作者 刘恋 聂磊 张娜 《电源技术》 CAS 北大核心 2019年第1期45-47,共3页

选用高镍三元材料LiNi_(0.6)Co_(0.2)Mn_(0.2)O_2为正极,考察了两种聚偏氟乙烯(PVDF)粘结剂的添加比例对匀浆过程、极片性能、材料容量发挥等的影响。实验结果表明:采用PVDF粘结剂匀浆得到的浆料稳定性良好;胶B抗凝胶作用良好,且粘结性... 选用高镍三元材料LiNi_(0.6)Co_(0.2)Mn_(0.2)O_2为正极,考察了两种聚偏氟乙烯(PVDF)粘结剂的添加比例对匀浆过程、极片性能、材料容量发挥等的影响。实验结果表明:采用PVDF粘结剂匀浆得到的浆料稳定性良好;胶B抗凝胶作用良好,且粘结性能更加优越;增加胶B用量对极片的导电性能影响不大,但能改善NCM622体系的电化学性能。 展开更多

关键词 锂离子电池 镍钴锰 粘结剂 PVDF

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方壳锂离子电池封口焊接工艺 被引量：5

10

作者 马可人 李城剑 张岩 《电源技术》 CAS 北大核心 2020年第9期1266-1269,共4页

对铝壳电池封口焊接进行试验及研究,对焊接不良类型及原因进行了深入分析,通过提高焊接设备CCD拍照的准确性和焊接区域清洁度,优化原材料的尺寸配合度及铝材成分、保护气种类的选择与流量设置,改善焊接工艺参数设计等方面,取得了较好的... 对铝壳电池封口焊接进行试验及研究,对焊接不良类型及原因进行了深入分析,通过提高焊接设备CCD拍照的准确性和焊接区域清洁度,优化原材料的尺寸配合度及铝材成分、保护气种类的选择与流量设置,改善焊接工艺参数设计等方面,取得了较好的焊接效果;对动力电池铝壳激光焊接工艺质量提升具有一定的现实指导意义。 展开更多

关键词 铝壳电池 激光焊接 封口焊接工艺

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水系磷酸铁锂正极电池性能改善 被引量：4

11

作者 刘恋 刁志中 +2 位作者 王闰冬 聂磊 张娜 《电源技术》 CAS CSCD 北大核心 2018年第5期615-617,共3页

以水系丁苯橡胶(SBR)、羧甲基纤维素钠(CMC)和磷酸铁锂(Li Fe PO4)等材料制作正极片,采用卷绕的方式制作18 Ah锂离子动力电池。研究结果表明,2 C循环1 500次容量保持率为91.4%;-20℃低温条件下可放电容量为13.05 Ah,60℃高温放电容量为1... 以水系丁苯橡胶(SBR)、羧甲基纤维素钠(CMC)和磷酸铁锂(Li Fe PO4)等材料制作正极片,采用卷绕的方式制作18 Ah锂离子动力电池。研究结果表明,2 C循环1 500次容量保持率为91.4%;-20℃低温条件下可放电容量为13.05 Ah,60℃高温放电容量为18.00 Ah;7天60℃高温存储容量保持率为95.74%,25℃常温存储30天容量保持率为98.67%。通过电池制作工艺过程的优化,提高了电池的容量发挥,改善了循环效果,降低了生产成本,具有良好的发展前景。 展开更多

关键词 锂离子电池 磷酸铁锂 水系粘结剂

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化成工艺对锂离子电池性能的影响 被引量：4

12

作者 王玲玲 马可人 刘萍 《材料科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第4期725-728,共4页

化成工艺是锂离子电池制备过程中的重要工序,对锂离子电池的容量、电压平台、倍率性能、高低温放电性能、存储性能和循环性能等具有很大影响。本文简述了近年来国内外在化成工艺对锂离子电池性能影响的最新研究进展,并对现阶段化成工艺... 化成工艺是锂离子电池制备过程中的重要工序,对锂离子电池的容量、电压平台、倍率性能、高低温放电性能、存储性能和循环性能等具有很大影响。本文简述了近年来国内外在化成工艺对锂离子电池性能影响的最新研究进展,并对现阶段化成工艺研究过程中存在的不足进行了探讨,对未来的研究方向进行展望。 展开更多

关键词 化成工艺 锂离子电池 性能

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并网储能系统控制策略研究 被引量：3

13

作者 袁绍民 游峰 +2 位作者 钱艳婷 常宏 江子烨 《电源技术》 CAS 北大核心 2019年第7期1161-1163,1171,共4页

针对电站级储能系统,研究了能量管理系统控制系统架构,讨论了储能能量管理系统的控制策略,包括削峰填谷、计划跟踪、平滑功率、负载跟踪、电池保护、功率分配以及各个策略之间的关系,并以典型案例的形式介绍了一种削峰填谷储能电站的实... 针对电站级储能系统,研究了能量管理系统控制系统架构,讨论了储能能量管理系统的控制策略,包括削峰填谷、计划跟踪、平滑功率、负载跟踪、电池保护、功率分配以及各个策略之间的关系,并以典型案例的形式介绍了一种削峰填谷储能电站的实际应用情况。 展开更多

关键词 并网储能系统 能量管理系统 储能管理策略 储能控制策略

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磷酸铁锂吸湿规律及对电池性能的影响 被引量：2

14

作者 聂磊 秦杏 +1 位作者 张永跃 张娜 《电池》 CAS CSCD 北大核心 2018年第3期179-181,共3页

测定磷酸铁锂(LiFePO_4)粉体材料和所制备极片中的水分,得到LiFePO_4吸湿规律并分析原因。通过方形铝壳电池,研究水分对LiFePO_4正极锂离子电池首次充放电效率、负极片表面状态的影响。粒度、比表面积、残余碳酸锂(Li2CO3)含量及表面碳... 测定磷酸铁锂(LiFePO_4)粉体材料和所制备极片中的水分,得到LiFePO_4吸湿规律并分析原因。通过方形铝壳电池,研究水分对LiFePO_4正极锂离子电池首次充放电效率、负极片表面状态的影响。粒度、比表面积、残余碳酸锂(Li2CO3)含量及表面碳包覆层,对LiFePO_4材料的吸水性有较大影响。吸水量大且吸水速度快的LiFePO_4材料和极片,对环境水分更敏感,与10%湿度相比,在30%湿度下放置的正极片制备的电池,首次充放电效率低,首次充电过程中负极片表面有金属锂析出。 展开更多

关键词 吸湿 磷酸铁锂(LiFePO4) 锂离子电池 环境湿度 电化学性能

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三元锂离子电池盖板安全装置研究 被引量：1

15

作者 赵博文 刘凤龙 《电源技术》 CAS 北大核心 2020年第5期676-678,756,共4页

锂离子电池盖板上集成了安全装置,安全装置由过充短路保护的熔断部件及压力翻转膜组成。通过调整其尺寸研究熔断部件在动力安全实验中能否正常起作用,安全装置中通过压力变化考察压力翻转膜能否正常开启,然后将实验结果用于优化电池盖... 锂离子电池盖板上集成了安全装置,安全装置由过充短路保护的熔断部件及压力翻转膜组成。通过调整其尺寸研究熔断部件在动力安全实验中能否正常起作用,安全装置中通过压力变化考察压力翻转膜能否正常开启,然后将实验结果用于优化电池盖板安全装置设计。结果表明,优化设计后熔断部件尺寸及翻转膜在充电过程中可以较好地起到保护作用。 展开更多

关键词 三元锂电池 过充安全保护装置 压力膜 熔断装置 电芯容量

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镍钴铝体系锂电池电解液性能研究 被引量：1

16

作者 刘恋 刁志中 +1 位作者 聂磊 张娜 《电源技术》 CAS CSCD 北大核心 2018年第4期473-475,共3页

选用比容量较高的镍钴铝三元材料为正极,考察不同成分的电解液在正极表面的成膜作用及机理。实验结果表明:降低VC含量并加入硫系添加剂配合使用,可以提高电池的容量发挥,减少不可逆容量损失;在2~2.5 V电压范围内添加剂在NCA表面发生成... 选用比容量较高的镍钴铝三元材料为正极,考察不同成分的电解液在正极表面的成膜作用及机理。实验结果表明:降低VC含量并加入硫系添加剂配合使用,可以提高电池的容量发挥,减少不可逆容量损失;在2~2.5 V电压范围内添加剂在NCA表面发生成膜反应,加入BS后成膜作用更明显;VC与BS配合使用电池的循环性能更好。 展开更多

关键词 锂离子电池 镍钴铝 电解液 SEI膜

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磷酸铁锂电池负极黑斑成因分析 被引量：1

17

作者 马可人 王凯 《电源技术》 CAS 北大核心 2021年第11期1412-1415,共4页

描述了一种锂离子电池负极片产生黑斑的失效现象,通过拆解及形貌、成分测试,分别从负极材料的结构特性、电解液成分、Na源追溯、水分残留四个方面分析了负极片产生黑斑的原因。

关键词 锂离子电池 黑斑 石墨化度 溶剂共嵌 水分残留

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锂离子电池用硅基复合负极材料的性能研究

18

作者 王斌 吴婷 +2 位作者 刘恋 聂磊 张娜 《电源技术》 CAS 北大核心 2019年第2期210-212,共3页

选用比容量较高的氧化亚硅材料配合石墨作为负极,考察氧化亚硅含量对材料电化学性能及其表面成膜和形貌的影响。实验结果表明:增大氧化亚硅含量可有效提高材料的比容量,但其表面较难形成稳定的SEI膜,不可逆损失增大;5%氧化亚硅的LFP/Si... 选用比容量较高的氧化亚硅材料配合石墨作为负极,考察氧化亚硅含量对材料电化学性能及其表面成膜和形貌的影响。实验结果表明:增大氧化亚硅含量可有效提高材料的比容量,但其表面较难形成稳定的SEI膜,不可逆损失增大;5%氧化亚硅的LFP/SiO-C软包电池采用较小的充电电流进行循环测试,负极嵌锂过程减缓,可以有效改善SEI膜生成状况,电池经100次循环,膨胀率为102.7%,150次循环时,其容量保持率可达88.27%。 展开更多

关键词 氧化亚硅 硅基复合材料 锂离子电池 SEI膜

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316LN不锈钢高温拉伸颈缩区塑变行为 被引量：2

19

作者 何建丽 师名林 +1 位作者 陈飞 朱罗北 《材料科学与工艺》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第6期41-46,共6页

为准确测量颈缩发生后的应力-应变行为,本文综合物理实验、有限元模拟和MLR模型的方法确定颈缩区的塑变行为,建立316LN不锈钢高温本构模型.模型中,颈缩前的真应力-真应变呈幂函数关系,颈缩发生后,较低温度时应力随着应变的增加迅速下降... 为准确测量颈缩发生后的应力-应变行为,本文综合物理实验、有限元模拟和MLR模型的方法确定颈缩区的塑变行为,建立316LN不锈钢高温本构模型.模型中,颈缩前的真应力-真应变呈幂函数关系,颈缩发生后,较低温度时应力随着应变的增加迅速下降,而当较高温度时应力随着应变的增加而缓慢下降,真应力-真应变呈非线性关系.基于MLR模型,修正了颈缩后不同温度、不同应变速率下的真应力-真应变曲线,并将有限元模拟的颈缩区长度与实测值相对比,相对偏差为4.73%.这说明修正后的应力-应变本构模型能够准确地描述316LN的高温塑性行为. 展开更多

关键词 不锈钢 高温拉伸 颈缩 本构模型 数值模拟

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碳包覆Fe_3O_4纳米负极材料的制备及电化学性能 被引量：1

20

作者 吴宏照 李海鹏 《电源技术》 CAS 北大核心 2019年第4期550-552,695,共4页

以Fe(NO_3)_3·9 H_2O作为铁源、无水葡萄糖为碳源,利用水热法及高温煅烧法制备碳包覆Fe_3O_4纳米颗粒。通过控制不同C/Fe摩尔比,探究其对材料形貌结构及电化学性能的影响。研究表明:当C/Fe摩尔比为10时,碳包覆Fe_3O_4纳米颗粒具有... 以Fe(NO_3)_3·9 H_2O作为铁源、无水葡萄糖为碳源,利用水热法及高温煅烧法制备碳包覆Fe_3O_4纳米颗粒。通过控制不同C/Fe摩尔比,探究其对材料形貌结构及电化学性能的影响。研究表明:当C/Fe摩尔比为10时,碳包覆Fe_3O_4纳米颗粒具有完整的碳包覆结构且分散程度好、粒径均一,具有最优的电化学性能;在100 mA/g的恒定电流密度下循环100次后,可逆比容量为741.5 mAh/g,容量保持率可达65.9%。 展开更多

关键词 FE3O4 碳包覆 纳米复合材料 负极材料 锂离子电池

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