锂晶枝对锂二次电池性能的影响及改进方法讨论

本文介绍了锂电池的基本知识,以及与常规电池比较具有一系列的优点。但是以金属锂材料为正极的锂二次电池在充放电过程中容易产生结晶,即"锂晶枝"现象。锂晶枝的生成会使电池的隔膜破裂而导致电池内部正负极短路,极易产生安全问题。因此研究者从锂电池的正负极材料出发对锂二次电池进行了改进,避免了锂二次电池在充放电时生成锂晶枝,从而使锂二次电池更加高效、安全,可靠。     

电动汽车用三元锂电池安全特性探究

阐述了电动汽车用锂动力电池的工作过程,结合三元锂电池安全性能试验中过充、针刺等试验结果现象,分析单体电池破坏的内在原因,从三元锂电池使用的材料、单体电池的结构等方面论述提高三元锂电池的安全性能的措施,以期在提高三元锂电池安全性能方面提供指导。     

新型电化学储能技术:半固态锂电池

半固态锂电池是将可脱嵌锂的活性材料颗粒和导电剂颗粒分散在电解液中形成电极材料的一种新型电化学储能技术,与传统锂离子电池相比,预计其规模化生产成本低,且避免了锂离子电池中电极材料粉化脱落的问题,因此电池循环寿命更长。目前半固态锂电池发展出了两种技术类型:半固态锂液流电池和半固态锂浆料电池,其技术原理已经通过验证,进入到基础关键技术开发阶段。本文综述了半固态锂电池的国内外研究进展,并对研发过程中的关键技术问题进行了总结和分析。     

插式电动汽车电源管理系统及其均衡充电方法

锂电池具有无记忆效应、比能量高、循环使用次数高、体积小、重量轻的优点,是电动摩托车、轻型电动汽车及混合动力汽车等应用领域的首选电池类型。然而,由于生产工艺、材质等的细微差异、不同生产批次等原因,单体电池的电气性能发生差异是必然结果。这些差异在多节电池串联的应用场合不仅会使串联电池组的容量变小,甚至还可能造成严重的过充电、过放电等安全隐患,严重失衡时可能会造成单体电池内部出现热点,这是非常危险的。其次,串联电池的失衡会大大缩短单次充电后的使用时间,以三节串联的失衡电池组为例,假定充电时A电池剩余80%容量,B电池剩余40%容量,C电池剩余60%容量;当A电池充满100%时,B电池容量刚提升到60%,C电池容量为80%,此时停止充电将造成B电池和C电池尚未充满电的现象;反之,该串联电池组用于放电操作时,由于下限电压保护的钳制,当B电池放电至0%容量时,A电池尚存有40%容量,C电池存有20%容量,出现电池A和电池尚未放完电现象,大大降低了串联电池组的能量利用率。由此可见,凡使用串联形式的锂动力电池（或任何其它类型电池）、以及大容量超级电容为动力或辅助动力的场合,在电能的补充或电能释放过程中,对串联储能组件中的任一单体储能器件实行独立均衡控制是极其必要的,也是纯电动力及混合动力汽车应用领域必须解决的主要技术之一。     

发展下一代高能量密度动力锂电池——变革性纳米产业制造技术聚焦长续航动力锂电池项目研究进展

提高动力电池能量密度将延长电动汽车续航里程,对发展电动汽车技术具有重要意义。中科院在2013年底部署了战略性纳米产业制造技术聚焦战略性先导科技专项,旨在集中中科院优势单位,通过纳米技术研发与突破,积极探索第三代锂离子电池、固态锂电池、锂-硫电池和锂-空气电池等电池体系。文章分析了动力锂电池研究领域的国家需求,概述了国内外动力锂电池的研发现状,同时介绍了"长续航动力锂电池"项目的技术进展情况与管理实施情况。     

锂电池负极材料的研究进展及展望分析

在人类探求出的已知金属当中,锂元素的原子量不仅是最小的,而且里面的金属也是最轻的。因为锂元素自身拥有的电极电位以及电化学当量是非常高的,而且锂元素电化学的比能量拥有着相当高的密度,因此,若是将锂元素与一些适当的正极材料进行匹配,就可以得到高能量的电池。自从锂电池被商品化之后,对锂电池负极材料的研究,主要分为以下七种:即锂电池的硅基材料、锂电池的氮化物、锂电池的石墨化碳材料、锂电池的锡基材料、锂电池的新型合金材料、锂电池的无定型碳材料以及锂电池其他方面的材料。在此背景下,本文对锂电池当中的这些负极材料进行了研究,并对其进行了展望分析。     

加拿大用纳米技术研制新型硫锂电池

加拿大滑铁卢大学的研究人员近期称,他们制成了一种比传统锂电池容量大3倍的硫锂电池原型。相关研究当日发表在《自然·材料》杂志网络版上。锂硫电池具有十分广阔的应用前景,化学家们已经为此进行了近20年的研究。硫和锂被认为是最为理想的一种电池材料,这两种化学物质的结合不但能提供高密度的能量,     

科技新闻

<正>中国在硅基超亲电解液锂电池隔膜研究上获进展能量型锂金属电池作为下一代电化学储能技术,是电动汽车、航空航天等领域发展的基础。然而,在构建高比能锂金属电池的条件（如欠锂、低电解液用量等）下,锂枝晶不可控生长和中间产物穿梭等问题制约了产业化进程。与其他策略相比,隔膜的表界面调控可耦合正、     

碳纳米管：不要再为手机电量不足伤神

美国麻省理工学院的研究人员发现在锂电池正极中使用含碳纳米管材料,获得的充电效率及蓄电能力远比目前最高端的锂电池更优良。该电池电极组装采用层叠技术,正极由无添加剂、高密度和功能化多壁碳纳米管组成,负极为锂钛氧化物,电池电极厚度仅为几微米。     

基于模型的小型纯电动无人机锂电池状态估计方法

提出小型纯电动无人机(UAV)锂电池状态估计方法的模型建立、算法推导和实验验证,该方法基于电池简化模型,准确估计荷电状态(SOC)和放电终止时间(EOD),并预测无人机未来功率消耗.本文创新点包括:基于模型理论搭建预测体系结构,对锂聚合物电池进行建模;基于锂电池简化模型,引入人工进化算法获取电池负载、温度和SOC值之间的相关性;基于贝叶斯估计方法,设计外部反馈校正回路(OFCL),调整过程噪声方差值,减小估计偏差值,补偿动态系统初始值;利用电池模型参数和SOC估计值,建立无人机功率消耗模型.通过应用于四旋翼纯电动无人机实际工况表明,新方法估计精度高和鲁棒性好,能够实现无人机最佳目标任务规划和飞行计划.     

世界锂资源供需形势展望

锂主要用于铝冶炼、空气处理、润滑剂、锂电池以及陶瓷和玻璃这五大消费部门中。近年来新能源汽车快速发展对锂电池的需求引发了人们对锂资源的高度关注。本文运用部门预测法,对2015-2025年世界各国对锂的需求进行综合分析,分析认为：①石墨烯与燃料电池技术发展缓慢的用锂高值情景下,锂需求会逐渐上升。2015年、2020年与2025年的全球锂需求为3.2、5.1、9.6万t;石墨烯与燃料电池技术发展快速的用锂低值情景下,锂需求达到顶峰后下降。2015、2020与2025年全球锂需求分别为3.2、4.9、4.2万t;②用锂高值情景下,全球锂资源消费结构会发生明显变化,锂电池成为第一大消费部门,2025年全球锂消费结构为电池66%,陶瓷和玻璃20%,润滑脂4%,空气处理2%,电解铝0.08%;用锂低值情景下,2025年陶瓷和玻璃以41%的消费占比继续保持第一大消费部门,其余部门的消费结构为电池25%,润滑脂10%,空气处理6%,铝冶炼0.19%;③全球锂资源丰富,储产比高达371年,2015-2020年全球锂产能将至少达到9.2万t,2015-2020年仍将持续供过于求的状态。用锂高值情景下,锂资源在2020年以后有供应趋紧的可能;用锂低值情景下,锂市场将持续供过于求的趋势。     

基于Sim ulink的锂离子电池低温环境建模与仿真

针对仿真过程中大多数电池等效模型未能考虑低温对电池性能影响的问题,文章基于充放电性能受低温影响较大的磷酸铁锂电池,构建了适用于短时间、小倍率放电条件的电池等效模型,并进行了仿真与实验验证。首先分别在0℃、5℃、15℃三种条件下对电池进行HPPC测试;其次在Matlab/cftool工具箱中采用指数函数法拟合,求出各项参数值;最后在Matlab/Simulink中建立仿真模型,并进行恒流放电和脉冲放电工况实验验证模型的准确性。结果表明：在脉冲放电工况下该模型模拟精度较高,误差最大不超过0.02 V,在恒流工况下主要放电区间内最大误差也不超过0.04 V。     

危险,锂电池!

手机电池的质量问题是每年"3·15"投诉的热点,而频频发生的电池爆炸事件更是引发公众对手机电池——锂电池的关注。过度充电是电池爆炸的诱因,而目前业界也正在努力寻找更安全、更高效的锂电池。     

艇载蓄电池分类及应用

作为飞艇的应急电源,蓄电池为维持安全飞行提供必需的应急供电。蓄电池的选型和设计必需既能满足重量要求,又能符合容量需求。本文从电池的定义及分类入手,着重讨论了锂系电池,并对锂离子电池的优缺点进行归纳总结,同时给出了飞艇上锂电池电池容量的设计实例。对飞艇及其他飞行器应急电源设计具有一定借鉴意义。     

高精度估算 SOC 的锂电池管理系统研制

电动汽车已经成为绿色车辆最主要的发展方向之一.但是制约电动汽车发展的问题依然是储能电池和应用技术.研究电池管理技术及系统具有十分重要的意义.本文介绍了一种能够较为准确估算 SOC 的锂电池管理系统,重点介绍了该系统的 SOC 估算方法.该系统已经应用于一种大容量磷酸铁锂动力电池驱动的电动汽车上.     

磷酸铁锂材料——电动汽车电池新的解决方案

具有橄榄石型结构的磷酸铁锂（LIFEPO4）恰能满足理想的高安全高容量高功率锂电池的需要。磷酸铁锂的发现,被誉为标志着“锂离子电池一个新时代的到来”。磷酸铁锂无毒、对环境友好、原料丰富、比容量与库仑效率高、充放电平台平稳、循环性能好、热稳定性高、极安全可靠,非常适合于对安全性、循环寿命、功率特性、使用成本等极为敏感的大型电池应用领域。     

追捧锂电池的政治资本

作为新能源汽车的重要组成部分、电动汽车的核心一动力电池则被普遍认为是未来汽车动力、能源系统转型发展的重要研究方向,这使得电池产业迎来前所未有的发展机遇。政策给力锂电池电池材料是锂离干电池产业链的关键环节,占据着锂离子电池成本约30％的正极材料销售趋势,能很人程度的反应钾离了电池产业的发展现队。     

不同消费情景下中国新能源汽车锂回收潜力

新能源汽车是锂资源消费主力,回收新能源汽车报废锂电池中的锂对于增加锂供给具有重要意义.本文通过建立锂电池储电量与锂消费对应关系,利用新能源汽车生产大数据,测算不同类型新能源汽车、锂电池单位储电量锂消费,并在对锂电池退役相关参数作修正的基础上,测算了不同情景下中国新能源汽车的锂回收潜力,结果显示:①虽然中国新能源汽车的锂...     

磷酸铁锂电池在大功率LED照明中的应用

介绍了磷酸铁锂LiFePO4动力电池的工作特性,根据其放电特性提出了一种大功率LED驱动电源解决方案,分别对1W和3W的LED光源进行放电实验测试。实验结果表明,采用磷酸铁锂电池作为LED光源的供电装置具有众多的优点和广泛的应用前景。     

18650型锂电池放电过程的瞬态热模型与电压模拟

锂电池的热性能研究直接影响纯电动和混合动力汽车运行的安全性,目前多数锂电池单体的热模型仅能够预测稳态温度场,很难模拟和估计工作状态较长的瞬态温度场。本文针对18650型锂电池的电化学特性,建立单体电池在不同放电倍率工况下的瞬态温度模型,并进行电压分布模拟比较。充放电实验的电流倍率为1C恒流小电流和4C恒流大电流,在风冷方式下获得实验数据,提供单体电池热行为和瞬态温度场的基础数据,利用ANSYS CFD软件建立瞬态温度场的数学模型,并拟合电压分布曲线。实验结果表明,本文提出的瞬态热模型具有较高的估计精度,并得出随着充放电倍率增加单体电池表面温度的变化规律。