储能电池组充放电电压特性研究

【目的】大容量集装箱式锂离子电池储能系统通常由成百上千只电池单体串并联而成，由于木桶效应，储能系统中任一电池单体出现故障会导致系统容量衰减，严重时还会引发安全事故，及时甄别储能系统中的故障电池尤为重要。【方法】本研究以电力储能用磷酸铁锂电池组为对象，研究全充全放及脉冲充放电过程中电池组动态电压特性，通过分析故障电池在全充全放及脉冲充放电过程中电压变化特征，提出储能电池组故障电池快速识别方法。【结果】储能电池组全充全放过程中，故障电池仅在放电末端电压出现大幅下降，脉冲充放电过程中，故障电池电压随充放电功率的增大快速降低。【结论】通过脉冲充放电方式，能够快速识别并定位储能电池组中的故障电池。     

胶体蓄电池的研制(Ⅰ)——胶体电解液电性能的影响

用循环伏安法研究了胶体电解液对PbO_2和Pb电极放电性能的影响。结果表明PbO_2电极阴极还原机理为:PbO_2→PbO·PbSO_4·H_2O→PbSO_4;硅酸胶体对铅酸蓄电池正、负极充放电的电化学反应无影响,对蓄电池的放电容量和电流等有影响。加入添加剂后,可使电池的电动势和电流接近或超过纯硫酸蓄电池。探讨了硅酸钠含量,添加剂和温度对胶体触变性能与胶化时间的影响。     

天然鳞片石墨制备石墨烯/SnO_2复合物锂离子电池负极材料电性能研究

采用二次Hummers氧化法,以天然鳞片石墨为原料制备了氧化石墨烯,通过一步微波水热法将氧化石墨烯与SnCl_2原位复合制备石墨烯/SnO_2复合物.以石墨烯/SnO_2复合物为锂离子电池负极材料,研究SnO_2对石墨烯锂离子电池负极材料的影响.结果表明,SnO_2与石墨烯复合可以制备一种高比容量的负极材料,首次放电比容量高达1 581 mAh/g.在1 000 mA/g电流密度下,比容量保持率超过50%;经过大电流充放电后,在100 mA/g电流密度下,比容量保持率仍然能够达到85%.电流密度100 mA/g,循环充放电100次时,可逆容量保持率超过90%.     

高倍率镉镍电池镉负极的改进

通过对镉负极进行表达处理，研制出具有优良的高倍率充放电性能的镉镍电池，寿命试验按国际（ＧＢ１０１７－８９）要求进行５００次测试，仍有８５％以上的剩余容量。     

一例开关电源电池管理功能失效故障分析

目前,通信开关电源监控单元对蓄电池的充放电管理功能已经比较完善,但前提是蓄电池的连接关系、参数设置要满足监控单元对蓄电池自动管理的要求,需充分了解监控单元控制电池充、放电过程的原理。基于此,本文通过对一例因蓄电池与开关电源的连接关系问题导致监控单元电池管理功能紊乱的案例进行分析,强调电池电缆正确接入电源系统的重要性。     

圆柱形可充MH/MnO_2电池研究

探讨了 AA型可充 MH / Mn O2 电池研制过程中遇到的问题及解决的途径 .对研制的 AA型可充 MH /Mn O2 电池进行了测试 ,结果表明电池充放电性能良好 ,明显优于可充 Zn/ Mn O2 电池 .     

蓄电池容量及起动放电率检测的计算机控制

本文讨论的蓄电池容量及起动放电率检测仪,以8031单片计算机为核心部分,并配有相应的测量软件支持及其接口电路,可对蓄电池充电、放电以及起动放电率检测过程实现恒流控制,并可同时自动计时、自动测量显示蓄电池电压、电流。其功能完全满足国家标准中蓄电池有关检测条款,从而解决了以往的在长达几十小时的容量测试以及起动大电流放电测试过程中,要用人工调节假负荷,使得电流恒定和记录数据以及控制和测量精度低的问题,减轻了检测人员的劳动强度,提高了工作效率,为蓄电池生产厂家和质量监督部门提供了科学的检测仪器。     

RGO-InVO4纳米复合材料的制备及作为锂离子电池负极材料的应用

采用改进的Hummers法合成了氧化石墨(GO),再通过水热法合成了还原氧化石墨(RGO)-InVO4纳米复合材料.采用X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)和高分辨透射电镜(HRTEM)等手段对样品的组成和形貌进行了表征.分别考察了RGO-InVO4和InVO4作为锂离子电池负极材料在不同电流密度下的充放电和循环稳定性能.结果表明:RGO-InVO4电极的首次放电和充电比容量分别为1 047.5和599 mAh·g-1,而InVO4电极的首次放电和充电比容量分别为994.2和482 mAh·g-1;在不同电流密度下经过50次循环后,RGO-InVO4的放电和充电比容量分别为472.4和456.7 mAh·g-1,而InVO4的放电和充电比容量则分别为138.4和132.9 mAh·g-1.可见,RGO的引入能极大地改善InVO4的电化学性能,尤其是循环稳定性.     

圆柱形可充MH/MnO2电池研究

探讨了AA型可充MH/MnO₂电池研制过程中遇到的问题及解决的途径.对研制的AA型可充MH/MnO₂电池进行了测试,结果表明电池充放电性能良好,明显优于可充Zn/MnO₂电池.     

磷酸铁锂电池与铅酸蓄电池混合系统研究

利用磷酸铁锂电池与铅酸蓄电池不同的充放电特点,开发了基于磷酸铁锂电池与铅酸蓄电池并联的混合动力电源系统,并设计了新型充放电制度.充电时铅酸蓄电池优先充电,使其免于欠充电;放电时磷酸铁锂电池电优先放电,铅酸蓄电池后放电,使铅酸蓄电池处于浅循环.这种充放电制度可以明显延长混合系统中铅酸蓄电池使用寿命,并且混合动力电源系统同时具有磷酸铁锂电池倍率性能优、循环寿命长及铅酸蓄电池价格低廉等特点,在动力电池领域有巨大的应用前景.     

提高水系磷酸铁锂电池寿命研究

电池寿命是锂电池的一项重要性能指标,本文研究不同化成工艺对电池储存及循环寿命性能的影响。将电池化成后充满电进行高温45℃老化5天,老化后电池的高温存储7天和常温储存28天的容量恢复率最高。     

TiO_2/S复合材料在锂硫电池中的应用

将多孔TiO_2微纳米球与单质硫热处理得到含硫60%(质量分数)的TiO_2/S复合材料,采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和比表面积分析仪(BET)对复合材料进行结构、形貌和孔径分析,并通过电池充放电测试系统和阻抗分析仪测试样品的电化学性能.实验结果表明:在1.0~3.0V电压范围内,以0.2C、1.0C电流密度对电池进行充放电性能测试,首次放电比容量分别为718.6 mAh/g和577.7mAh/g,100次循环后对应的放电比容量分别为452.4mAh/g和426.7mAh/g,容量保持率分别为62.9%和73.8%.     

如何延长电动自行车蓄电池使用寿命?

1.及时充电,避免过度放电. 电动车在使用过程中,尽量做到及时充电.否则电池的寿命会缩1短1/3.等电池显示缺电时再充电会严重影响蓄电池的使用寿命.为避免电动车在使用过程中蓄电池过度放电,在骑行过程中,若看到仪表显示欠压时,尽量人力助动,不要依靠电池回升的虚电骑行;同时尽量减少超载或爬陡坡,避免电池长时间大电流放电对电池的损坏.     

拉网铜板栅阀控密封铅酸蓄电池的研究

采用拉网铜板栅作为阀控密封铅酸蓄电池(VRLA)的负极,组装了“两正三负”式实验电池。研究了拉网铜板栅对负极活性物质转化过程及对VRLA电池放电容量的影响。结果表明:在低倍率放电情况下,拉网铜板栅VRLA电池可以明显提高电池负极的放电容量;通过EIS研究发现,拉网铜板栅负极具有更好的电化学反应活性;SEM检测结果表明,充电状态下,拉网铜板栅电极中海绵铅结晶颗粒小;放电状态下,拉网铜板栅负极的PbSO4结晶颗粒较小。     

蓄电池容量自动测试仪

本文根据国标《CB5008.1～3—85》的规定,设计了一种蓄电池容量自动测试仪.该仪器利用8位单片计算机进行控制,完成测试过程中的自动恒流、自动测量时间和温度、自动进行数据处理、自动停机等功能.它的优点是操作简单,测量精度高,成本低.本文介绍了蓄电池容量的测量原理和计算方法,对单片机的硬件和软件系统都做了全面的叙述.     

超级电容器炭气凝胶电极材料的研究

采用常压干燥法以间苯二酚(R)、甲醛(F)为原料制备RF炭气凝胶,用SEM对其进行表征.将水溶液化学沉淀法制得的氢氧化镍作为正极,分别采用不同催化剂含量制备的RF炭气凝胶和活性炭材料作负极,用恒流充放电、循环伏安等方法系统地考察了电极材料的电化学性能.结果表明,在恒流充放电和循环伏安测试中电极材料都表现出了良好的电容特性.常压干燥法制备的炭气凝胶呈现珍珠串式的网络结构,存在大量孔洞,随催化剂含量降低,颗粒与孔洞尺寸会明显变大,比容量和比能量减小.RF炭气凝胶作负极的比容量和比能量明显高于活性炭作负极的电容器.     

钛酸铜锂纳米粒子的制备及其电化学性能研究

采用静电纺丝和热处理技术成功制备了新型锂离子电池负极材料钛酸铜锂(Li2CuTi3O8)纳米粒子.通过扫描电子显微镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、热分析(TG-DTA)、循环伏安法(CV)、恒流充放电和电化学交流阻抗(EIS)等测试手段对材料的形貌、结构、物相及电化学性能进行了表征和研究.结果表明所制备的Li2CuTi3O8纳米粒子具有良好的立方尖晶石结构,粒度分布均匀,粒径约为100～200nm.充放电测试显示,当电流密度为25mA g-1时,Li2CuTi3O8纳米材料的首次可逆容量为245.3mAh g-1;且该电极在50,100,200,500,1 000mA g-1的电流密度下循环10次后,放电比容量分别为189.2,186.1,176.9,152.2,127.5mAh g-1当电流密度再回到25mA g-1时,比容量仍然可达到228.6mAh g-1,该材料显示出良好的循环稳定性和倍率性能,有望成为锂离子电池新型负极材料.     

锂含量对富锂正极材料Li1+x\[Ni0.5Co0.2Mn0.3\]1-xO2 （x= 0.091，0.115，0.138）结构、形貌及电化学性能的影响

通过共沉淀方法制备了不同锂含量的球形富锂正极材料Li1+x[Ni0.5Co0.2 Mn0.3]1-xO2(x=0.091,0.115,0.138).采用XRD、SEM和电池充放电测试仪研究了不同锂含量对于球形富锂正极材料结构、形貌及电化学性能的影响.结果表明:增加锂含量不会改变富锂正极材料Li1+x[Ni0.5Co0.2Mn0.3]1-xO2的晶体结构,但是随着锂含量的增加,球形粒子中一次粒子粒径逐渐增大.当x=0.115时,球形Li1.115 [Ni0.5Co0.2Mn0.3]0.885O2粒子的一次粒子大小适中,并且材料具有最佳的电化学性能.在2.0～4.8 V范围内,0.1C倍率对材料进行活化,放电比容量高达230 mAhg-1.在2.0～4.6 V范围内,0.2C循环50次后容量的保持率为84％.0.2 C,1C,2C不同倍率下的放电容量分别为209.3mAhg-1,156.1 mAhg-1和113.0mAhg-1.     

自支撑SnSe2/碳布柔性负极材料应用于钠离子电池

锡基硒化物具有理论比容量高、导电性优异、成本低等优点，在电化学储能领域具有较好的应用前景．但其循环稳定性低及倍率性能差仍限制其进一步商业化应用．针对这些问题，采用简单的水热-硒化法制备SnSe₂/碳布柔性负极材料，并对其进行了钠离子电池性能的测试．结果表明，制备的电极材料在电流密度为0.1 A·g^-1下，经过100圈充放电循环后，放电容量为541.0mAh·g^-1，且在不同电流密度充放电循环之后可逆比容量仍可高达503.9 mAh·g^-1.     

烧结温度对0.5Li2MnO3·0.5Li\[Mn1/3Ni1/3Co1/3\]O2结构、形貌及电化学性能的影响

以乙酸锂、乙酸锰、乙酸镍和乙酸钴为原料,去离子水为溶剂,乙醇酸作为配位剂,采用溶胶凝胶法分别在800℃、850℃、900℃和950℃烧结制备了0.5Li2MnO3·0.5Li[Mn1/3Ni1/3Co1/3]O2富锂锰基固溶体粉末.采用X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)表征了不同烧结温度制备的粉末的结构和形貌;并将制备的粉末材料经过涂布,冲压等工艺,在真空手套箱中组装成扣式电池.采用电池充放电测试系统以及阻抗分析仪测试了样品的循环稳定性和电化学性能.实验结果表明:在850℃烧结的粉末样品具有最佳的电化学性能.在2~4.8V电压范围内,以0.1C大小的电流对850℃烧结的样品进行充放电测试,其首次放电容量可达240.3mAhg-1,首次库仑效率约为70%,50次循环后其可逆容量为148mAhg-1.该样品在0.2C、0.5C和1C的不同倍率下测试,得到相对应的放电容量分别为181.25mAhg-1、142mAhg-1和130.7mAg-1.