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.     

电动汽车锂离子电池管理系统的关键技术

 锂离子电池具有能量密度高、功率密度高、寿命长、环保等特点,已经在电动汽车中获得应用。但电动汽车锂离子电池组的容量大、串并联节数多、安全工作区域有限,需要电池管理系统对其进行有效控制与管理,以充分保证电池的安全性、耐久性和动力性。电池管理系统由各种传感器、执行器、控制器等构成,其关键技术包括:传感器的精度及传感器之间的同步技术、电池单体及电池组的状态(荷电状态、健康状态、功能状态、能量状态、安全状态等)估计技术、电池组一致性辨识与均衡技术、安全充电和故障诊断技术。为了研发先进的电池管理系统,首先要对锂离子电池性能进行测试研究,确定影响其性能的主要因素及变化规律;然后采用基于机理、半经验或经验的建模方法建立电池系统模型,设计基于模型的电池系统状态估计及性能优化管理算法,并进行系统集成和应用开发,以保证在电池安全可靠运行的前提下发挥出最佳的动力性能。     

Modified disordered carbon prepared from 3,4,9,10-perylenetetracarboxylic dianhydride as an anode material for Li-ion batteries

To prepare an anode material for Li-ion batteries with high discharge capacity and good cycling stability, disordered carbon (DC) formed by calcinations of 3,4,9,10-perylenetetracarboxylic dianhydride was modified via an acid treatment using a mixture of HNO₃ and H₂SO₄. The modified disordered carbon (MDC) was characterized by Fourier-transform infrared (FTIR) spectroscopy, X-ray diffraction (XRD) analysis, Brunauer-Emmett-Teller (BET) analysis, and scanning electron microscopy (SEM). FTIR spectra confirm the successful introduction of carbonyl groups onto the DC surface. Some pores appear in the columnar structure of MDC, as observed in SEM micrographs. Li+ ions intercalation/deintercalation is facilitated by the modified morphology. Electrochemical tests show that the MDC exhibits a significant improvement in discharge capacity and cycling stability. These results indicate that the MDC has strong potential for use as an anode material in Li-ion batteries.     

我国锂离子动力电池技术专利申请状况分析

本文利用国家知识产权局网站上发布的中国专利数据库,采用专利分析的方法,对动力型锂离子电池技术领域的相关专利数据进行统计、提炼、分析,从专利申请总量、重点专利技术和专利申请人等方面对锂离子动力电池技术专利进行分析总结,为我国锂离子动力电池产业技术研发和专利布局提供参考。     

红外干燥条件下水基锂电池正极涂层黏结剂分布

为探究迁移控制干燥动力学理论在红外辐射干燥条件下的适用性,在红外辐射条件下对水基锂电池正极涂层进行了干燥,应用迁移控制干燥动力学理论对极片内部黏结剂分布规律进行了分析,通过热重分析仪(thermogravimetric analyzer,TGA)对理论分析进行了检验,并使用透反偏光显微镜观察了极片涂层的上、下表面形态,应用百格刀对比了不同干燥条件下极片的力学性能.结果表明:黏结剂分布的理论计算结果与TGA实验数据及显微镜观察结果吻合,说明红外干燥条件下极片内部黏结剂分布符合迁移控制干燥动力学理论,在水分迁移的带动下涂层中黏结剂含量随着距离基材距离的增大而增大.同时,结合力学性能结果和干燥能耗水平显示,在辐射功率为200 W,辐射距离为13 cm时干极片具有较好的力学性能和经济效益.     

锂离子电池正极材料LiMn2O4/Ag的合成及表征

以醋酸锂、醋酸锰和硝酸银为原料,采用柠檬酸络合燃烧法制备LiMn₂O₄/Ag复合材料.通过X射线衍射、扫描电子显微镜、恒电流充放电以及交流阻抗技术分析和检测合成产物的物相、形貌及电化学性能.结果表明:LiMn₂O₄/Ag复合材料由LiMn₂O₄和金属Ag组成,银均匀地分布在LiMn₂O₄颗粒中;与LiMn₂O₄相比,LiMn₂O₄/Ag复合材料具有更高的比容量、更高的库伦效率和更低的极化;Ag的添加可提高LiMn₂O₄的循环性能,尤其是高倍率充放电循环性能.     

共沉淀法制备LiMn_(2-x)Co_xO_4正极材料及其电化学性能(英文)

以Li2CO3、Mn(Ac)2.4 H2O和Co(Ac)2.4 H2O为原料,通过简单的共沉淀法制备锂离子电池正极材料Li Mn2-xCoxO4(x=0,0.05,0.1,0.2,0.3,0.4,0.5),并用X-射线衍射光谱(XRD)、红外光谱(FT-IR)、扫描电镜(SEM)以及电化学测试方法,研究Co掺杂量对Li Mn2-xCoxO4(x=0~0.5)正极材料的物理性能和电化学性能的影响.结果表明,在所有的Li Mn2-xCoxO4(x=0,0.05,0.1,0.2,0.3,0.4,0.5)样品中,Li Mn1.9Co0.1O4具有最高的容量和最好的循环性能,0.5 C倍率的放电容量高达121.4 mAh.g-1,循环30次后容量仍保持119 mAh.g-1.     

锂离子电池非水电解液导电添加剂

从理论的角度分析了影响非水相锂离子电池电解液电导率的主要因素.论述了阳离子型、阴离子型和中性分子型等不同类型导电添加剂的研究进展、性能和作用机理,并提出了导电添加剂未来两个可能的发展方向.     

Identification of dynamic model parameters for lithium-ion batteries used in hybrid electric vehicles

An electrical equivalent circuit model for lithium-ion batteries used for hybrid electric vehicles (HEV) is presented. The model has two RC networks characterizing battery activation and concentration polarization process. The parameters of the model are identified using combined experimental and extended Kalman filter (EKF) recursive methods. The open-circuit voltage and ohmic resistance of the battery are directly measured and calculated from experimental measurements, respectively. The rest of the coupled dynamic parameters, i.e. the RC network parameters, are estimated using the EKF method. Experimental and simulation results are presented to demonstrate the efficacy of the proposed circuit model and parameter identification techniques for simulating battery dynamics.     

电动汽车锂电池PNGV等效电路模型与SOC估算方法

基于PNGV(the Partnership for a New Generation of Vehicles)电池等效模型,考虑了温度对模型参数的影响,提出了一种以电池等效模型的开路电压插值估算电池荷电状态(SOC)的方法。通过锂离子电池的充放电试验与HPPC试验,识别模型参数,然后使用Matlab/Simulink进行仿真计算。仿真和实验表明,所选取的PNGV模型精度高,能真实的模拟电池充放电特性,再结合开路电压插值计算电池SOC,可有效解决安时法(AH)估算SOC存在的累计误差和初始值估算不准确的问题,最终使SOC估算值控制在高精度范围内。