Preparation and performance of novel LLTO thin film electrolytes for thin film lithium batteries

We prepared a series of lithium lanthanum titanate(LLTO) thin film electrolytes by radio frequency(RF) magnetron sputtering using LLTO targets in a N2 atmosphere.We also deposited the LLTO thin films in an Ar atmosphere under a same condition as references for comparison.The microstructure morphology and the composition of the thin films were investigated by X-ray diffraction(XRD),scanning electron microscopy(SEM) and X-ray photoelectron spectroscopy(XPS),respectively.Results show that the thin film has an amorphous structure with a uniform surface and it is free of pinholes and cracks.Impedance measurements reveal that the ionic conductivity of the electrolytes is beneficial for all solid lithium batteries dependent on the lithium content at room temperature.We found that the amorphous LLTO thin film performs well and it has potential application in microbatteries for use in microelectronic devices.     

Al-Mg-Pb-Sn-Ga铝合金阳极材料组织对电化学性能的影响

研究了冷轧变形量为95%Al-Mg-Pb-Sn-Ga五元铝合金阳极板材不同温度退火处理后的织构和其在4 mol/L NaOH+10 g/L Na2 SnO3溶液中的静态析氢速率与电化学性能.结果表明:此五元铝合金阳极板材,随退火温度的升高、保温时间的延长,立方织构含量增多,在4 mol/L NaOH溶液中反应后,表面腐蚀空隙率增多、深度增加,阳极极化减弱;回复退火处理的五元铝合金板材,析氢速率降低,稳定工作电位负移;再结晶退火时,随退火温度的升高、时间的延长,稳定工作电位的负移程度减少,析氢速率稍有增大.AM0501铝合金阳极板材在250℃-10 h、300℃-3 h回复退火,其在4 mol/LNaOH+10 g/L Na2 SnO3溶液中,恒电流极化时,具有理想的低自腐蚀析氢速率,负的稳定工作电位等电化学综合性能.     

基于GA-RBF网络的磷酸铁锂电池SOC预测研究

针对动力电池荷电状态(state of charge,SOC)的精确预测问题,提出了一种基于遗传算法的径向基函数(genetic algorithm-radial basis function,GA-RBF)神经网络的磷酸铁锂电池SOC预测方法,它克服了网络参数选择的随机性,具有更强的适应能力。通过仿真实验,证明了该方法比传统的径向基函数(radial basis function,RBF)神经网络预测结果更加准确,运行更稳定,满足电池管理系统对磷酸铁锂(LiFePO4)动力电池SOC预测的精度和实际使用的要求。     

锂离子蓄电池正极材料制备方法的新进展

探讨了用于锂离子电池的常用正极材料、纳米正极材料和薄膜正极材料的制备方法,比较了不同制备方法的优缺点,并对纳米和薄膜正极材料的制备技术的发展进行了展望.     

溶液浓度对前驱体FePO_4·xH_2O及LiFePO_4性能的影响

以NH4H2PO4和FeSO4.7H2O为原料,H2O2为氧化剂,通过液相法合成FePO4.xH2O前驱体,将FePO4.xH2O,Li2CO3和葡萄糖球磨混合以低温固相法合成正极材料LiFePO4,研究溶液浓度对前驱体FePO4.xH2O和LiFePO4的影响;采用X线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)对样品的晶体结构和形貌进行表征,采用比表面积分析和原子发射光谱分析等手段比较不同的溶液浓度对产物性能的影响。研究结果表明:当溶液浓度为0.1,0.3,0.5,1.0和1.5 mol/L时制备的FePO4.2H2O均为纯相,在溶液浓度为1.0 mol/L时合成的FePO4.xH2O含2个结晶水,即x=2;溶液浓度为1.0 mol/L时合成的FePO4.xH2O制备的LiFePO4具有良好的电化学性能;充放电容量为0.1C(其中,C为充、放电倍率)首次放电容量达154.4 mA.h/g,循环30次后容量保持率为99.7%。     

GS-SSCNTs-MnNPs复合材料的制备与锂离子电池负极性能研究

在超声环境下,采用强氧化法将多壁碳纳米管(MWCNTs)切割成长径比小于5的超短碳纳米管(SSCNTs),通过简单的湿化学法将其与MnO_x纳米颗粒(Mn_xNPs)植入还原性氧化石墨烯片层中,热处理后,形成GS-SSCNTs-MnNPs纳米复合材料.通过扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和X-射线衍射(XRD)等制备材料的形貌结构,采用循环伏安和恒流充放电研究其锂离子电池负极性能.结果表明:GS-SSCNTs-MnNPs纳米复合材料在180 mA?g^-1电流密度下具有高达1 100 mA?h?g^-1的可逆容量,且表现出优异的功率和循环稳定性能,循环100圈之后,仍具有高达837 mA?h?g^-1的可逆容量(1 440 mA?g^-1).     

基于改进粒子滤波的锂离子电池RUL 预测

在基于粒子滤波算法的锂离子电池剩余使用寿命预测过程中, 由于基本粒子滤波算法存在粒子退化问题, 难以保证电池寿命预测的精度。为此, 提出一种基于MCMC(Monte Carlo Markov Chain)的无迹粒子滤波改进算法, 从选取适当的重要性密度函数和重采样过程两方面入手, 更全面地克服基本粒子滤波算法中的粒子退化问题, 进而提高锂离子电池剩余使用寿命预测的精度。实验仿真结果表明, 改进后的粒子滤波算法能更好地跟踪电池容量衰退趋势, 预测精度也明显优于基本粒子滤波算法, 为锂离子电池剩余使用寿命的预测提供了新思路。     

锂离子电池负极材料力学行为研究进展

 可充电锂离子电池被广泛应用于便携式电子设备、电动汽车等领域。随着其应用领域的快速发展,迫切需要进一步提高其能量密度。本文综述对目前广泛研究的高能量密度负极材料（如硅、锗）在充/放电过程中力学行为的研究进展;基于最新实验手段及数值模拟方法,介绍负极材料由于电化学-力学耦合所造成的变形和破坏,并讨论相关技术在其他电池系统研究中的应用。     

磷酸铁锂电池组的均衡充电研究与应用分析

针对车载磷酸铁锂动力电池组串联充电的需求,搭建了磷酸铁锂动力电池组管理系统,对动力电池组进行了串联充电试验。分析了电池组串联充电过程中单节电池电压和荷电状态不一致的情况,讨论了电池组单节电池的分散性对充电性能的影响,提出了对单节电池进行小电流补充充电的均衡方法,使电池组中单节电池的荷电状态基本相等。理论分析和试验验证表明,电池组串联充电末期,单节电池之间电压相差较大,荷电状态有一定差异,对单节电池补入少量电量(小于5%)即可使得电池组荷电状态一致性得到较大的改善。提出一种阶段式动力电池组均衡充电方法,从而可以避免动力电池组个别电池过充,而其他电池充不满的问题。     

限域于三维多孔碳的超细纳米尺度Cu2Sb合金用于钠离子和钾离子电池负极

Ultrafine nano-scale Cu₂Sb alloy confined in a three-dimensional porous carbon was synthesized using NaCl template-assisted vacuum freeze-drying followed by high-temperature sintering and was evaluated as an anode for sodium-ion batteries (SIBs) and potassium-ion batteries (PIBs). The alloy exerts excellent cycling durability (the capacity can be maintained at 328.3 mA·h·g?1 after 100 cycles for SIBs and 260 mA·h·g?1 for PIBs) and rate capability (199 mA·h·g?1 at 5 A·g?1 for SIBs and 148 mA·h·g?1 at 5 A·g?1 for PIBs) because of the smooth electron transport path, fast Na/K ion diffusion rate, and restricted volume changes from the synergistic effect of three-dimensional porous carbon networks and the ultrafine bimetallic nanoalloy. This study provides an ingenious design route and a simple preparation method toward exploring a high-property electrode for K-ion and Na-ion batteries, and it also introduces broad application prospects for other electrochemical applications.