正极浆料分散对锂离子电池内阻的影响

从电池拆解、正极片形貌、正极浆料电阻率、电化学阻抗谱(EIS)和不同温度下循环性能等方面,探讨正极浆料高速分散对锂离子电池内阻的影响及内阻差异对电池循环性能的影响。正极浆料分散得越不均匀,阻抗越大;内阻越大的电池,在循环使用中内阻增加的幅度也越大,并且受温度的影响更明显。     

三元锂离子电池直流内阻的测试分析

内阻是评价电池性能的重要指标之一,内阻的测试包括交流内阻(ACIR)与直流内阻(DCIR).交流内阻与欧姆阻抗接近,直流内阻则包含了欧姆电阻和活化电阻.锂离子电池的直流内阻与电池的功率性能直接相关,且关系到电池系统的发热性能、电动汽车的爬坡能力,对电池系统的相关设计有着重要的指导意义,在实际应用中也多用直流内阻来评价电池的健康度和寿命预测等.因此直流内阻测试结果的准确性至关重要.对不同条件下的直流内阻进行了测试对比,测试结果表明,电池SOC状态,脉冲电流,脉冲时间,测试温度以及使用工况都对电池直流内阻有较大的影响.     

不同温度下磷酸铁锂电池内阻特性实验研究

以电动汽车用能量型磷酸铁锂动力电池为研究对象,通过不同温度(-20~40℃)下的电池充放电实验和混合脉冲功率特性法(HPPC)测量电池内阻,研究了环境温度和荷电状态(SOC)对电池充放电欧姆内阻、极化内阻和总电阻的影响。结果表明:随着温度降低,充放电欧姆内阻和极化内阻均增加,但欧姆内阻的变化率大于极化内阻;欧姆内阻是电池内阻的主要组成部分,对温度的敏感性比极化内阻更高;随着温度降低,欧姆内阻增加的变化率逐渐增大;在某一固定温度下,极化内阻比欧姆内阻受SOC的影响更大;SOC在0.2~0.8范围内,电池充放电内阻基本稳定,动力电池的荷电状态应控制在此区间内,以获得良好的功率特性。     

极耳数量对锂离子电池性能影响

选用正负极体系相同、结构设计不同的两款电芯,比较不同的结构设计对锂离子电池内阻、倍率性能、功率性能等的影响,结果表明:通过增加极耳数量改变电池结构设计,电池的交流内阻值降低约一倍,相应电池倍率放电时的中值电压升高,温升降低;极耳数量增加、交流内阻降低的锂离子电池相应的直流阻抗也越小,在10%~80%放电深度(depth of dis cha rge,DOD)的区间内,同一交流内阻的锂离子电池直流阻抗变化不大;与直流内阻的变化趋势一致,交流内阻小的锂离子电池的功率较强,在深DOD区间内,锂离子电池的功率均明显降低。     

储能用钛酸锂体系电池直流内阻测试分析

以钛酸锂软包电池为研究对象,分析了电流倍率、脉冲时间、SOC(荷电状态)这3种因素对电池直流内阻的影响。研究显示:电池充/放电过程中,在30%～90%SOC区间,内阻变化较小且充电测试情况下的直流内阻和放电情况下的直流内阻差别很小,在大于90%SOC的区间内,放电情况下的直流内阻拟合曲线斜率迅速增加,约为充电情况下的直流内阻的3.4倍,并且随着电流倍率的增加,拟合曲线的斜率呈降低趋势;直流内阻随着脉冲时间的增加而增加,且增加幅度随着脉冲时间的延长而逐渐降低;随着电流倍率的增加,直流内阻对部分SOC的情况极为敏感,在30%～90%SOC区间,变化较小。     

磷酸铁锂电池低温性能及放电容量预测研究

为研究磷酸铁锂电池的低温放电性能,选取14500和32650型号电池为研究对象,对其低温放电容量及欧姆内阻等性能进行测试。结果表明:随着温度的降低,其容量呈现了不同程度的下降,而欧姆内阻随温度的降低而增加,且增加的幅度越来越大;低温对不同型号电池放电容量的影响存在差异,即随着温度的下降,容量越小的电池衰减越迅速。利用Matlab建立以常温充电容量、温度、欧姆内阻为输入,放电容量为输出的BP神经网络模型,此模型具有较高的准确性,误差在5%以内。     

纯电动汽车锂离子动力电池热特性研究

分析锂离子动力电池的发热机理,总结出电池发热与电动势温度系数、电池荷电状态(SOC)值、电池内阻、电流倍率等因素有关,通过实验在不同环境温度下对三元锂离子电池重要特性指标进行研究。得出结论:放电容量随环境温度的升高而增大,随放电倍率的增大而降低;直流内阻在低温时升高明显,放电内阻大于充电内阻;在低温下荷电状态-开路电压曲线低于高温下曲线;放电效率曲线得出电池正常工作的温度参考范围。对于电动汽车电池热管理系统的设计具有重要的意义。     

基于正弦波扫描激励的铅酸电池内阻分析

介绍了一种基于正弦波扫描激励的铅酸电池内阻分析电路原理。向铅酸电池注入各种低频正弦波信号,并采用动态带通滤波器滤除各种不相关的噪声,保证测量的精度,可分析电池在各种频率下的内阻分布,扩大了传统交流激励法测量内阻的范围。在激励频率为20 Hz时,得出铅酸电池的内阻为0.238 mΩ。     

MH-Ni电池和Cd-Ni电池的内阻测试与分析

对金属氢化物镍电池和镉镍电池在不同条件下的内阻进行了测试分析。实验发现 :金属氢化物镍电池和镉镍电池的荷电态内阻小于放电态内阻 ,且镉镍电池的放电态内阻离散性较大。金属氢化物镍电池荷电态内阻随荷电量的变化存在最小值 ;金属氢化物镍电池和镉镍电池在长时间放电态贮存过程中 ,电池内阻都会增加 ,镉镍电池的内阻增加更明显 ,且离散性更大 ;但电池经过充放电活化后 ,电池内阻可大大降低。同批次生产的相同规格的电池 ,电池内阻越小 ,电池的放电电压平台越高。实验还发现 ,电池的集流体结构设计、隔膜的选择及电液量的多少都会影响电池的内阻。     

镉镍蓄电池内阻特性研究

介绍了电池内阻及两种电池模型,阐述了交流电桥法测量电池内阻的原理。经过对多种圆柱型密封镉镍蓄电池组用不同的充、放电制度进行电池内阻特性研究实验,表明了镉镍蓄电池在充、放电过程中内阻值波动较大,随充、放电程度的加深内阻增大;在充、放电后期电池内阻上升速率加快;当充电态内阻变化△R比放电态的大时,电池性能更优良;电池内阻过大,充放电过程中△R偏高,充电效率极低,则电池性能差、寿命短。     

蓄电池内阻智能测试仪的设计

改进了蓄电池内阻测量的交流阻抗法,提出了交流比例法,把蓄电池与高精密电阻串联,通过测量交流信号在二者上所产生压降的有效值来获得蓄电池的内阻。在新方法的基础上设计了蓄电池内阻智能测试仪,该仪器以ADuC 812单片机作为主控芯片,采用了新型信号发生电路和信号采样转换电路,可根据被测蓄电池型号和工作环境的不同适时改变交流信号的频率和幅值,并能与上位机进行通信。对比试验结果表明:所设计的蓄电池内阻测试仪具有操作简单,可靠性高,抗干扰能力强,测试结果准确等优点。     

基于脉冲电流放电法的蓄电池内阻在线检测研究

针对现有蓄电池内阻检测方法存在的精度差、复杂性高和影响蓄电池寿命等缺点,研究了一种基于脉冲电流放电法的内阻在线检测系统。通过控制开关管的通断使蓄电池对负载进行脉冲电流放电,同时采集放电前后的电压及电流,经交流差分电路放大后将交流信号转变为直流信号,再通过滤波电路处理后进行模数转换,最后由MSP430单片机进行分析处理,实时在线计算蓄电池内阻。实验结果表明,本文提出的脉冲电流放电法需要测量的参数较少,降低了系统的复杂性,提高了在线测量蓄电池内阻的精确度,同时避免了瞬间大电流对蓄电池的损害,延长了使用寿命。     

改进的交流测量法在蓄电池状态检测中的应用

对传统的几种蓄电池单体电池内阻测量方法如密度法、开路电压法和直流放电法的原理和特点进行了分析,指出了这些方法存在的缺陷。提出采用改进的交流测量法对蓄电池内阻进行检测,对交流测量法所获得的数据采用差分面积法进行处理。经实践检验,该方法能够很好地检测蓄电池的状态。     

基于直接采样相移法的蓄电池内阻测量

现代通信系统中,蓄电池是直流供电系统的最后一道安全保障屏障.蓄电池的好坏及供电质量直接影响到整个通信系统的安全可靠运行.蓄电池内阻检测是评价蓄电池质量的重要方法.详细介绍了交流法测量蓄电池内阻的基本原理,依据该方法存在的缺陷,提出了直接采样相移法测量蓄电池内阻的新方法,并用硬件电路实现了该功能.     

不同SOC下大容量氢镍电池的交流阻抗特性

研究了大容量MH-Ni电池在不同SOC下的交流阻抗特性。MH-Ni电池的阻抗图谱包含一个高频区的半圆和低频区的直线。研究发现,MH-Ni电池的欧姆阻抗及其对应的频率、电化学反应阻抗,以及半圆阻抗虚部最大值处的频率可以有效地用于SOC的分析和预测。     

阀控密封铅酸蓄电池电导测试原理与实践

用交流阻抗法测得的电池电导（或内阻）值会受到交流信号的频率、幅度、电池工作状态的影响,尤其要受到接触电阻的干扰。电池电导测试仪是在交流信号频率和幅度固定的条件下测取电池电导（或内阻）,是简化了的交流阻抗测试仪;用它测试阀控式密封铅蓄电池的电导,会引入很大误差。实验结果表明,铅蓄电池的容量在５０％ 以上时,其内阻几乎没有变化,因而不能根据用电导仪测得的电导值去判断使用中的阀控式密封铅蓄电池的质量状态（它们的容量均在８０％ 以上）,更不能预测电池的使用寿命。由于电解液量对阀控式密封铅蓄电池的容量影响很大,因而使用电池电导测试仪有助于发现密封铅蓄电池组中的失效电池,也可为判断密封铅蓄电池是否失水提供信息     

变电站直流系统铅酸电池内阻在线测量方法

针对变电站直流系统电池内阻在线精确测量的困难,提出活化时进行瞬时大电流放电来测试内阻的方法。针对宝鸡眉县潼关寨110 k V变电站,研制变电站直流系统阀控式铅酸电池内阻在线测量仪器。与基于交流法的手持式测试仪相比,提出的电池内阻测量方法对内阻多次测量结果的标准差更小、重复性好,结果更稳定。     

温度和放电深度对钠硫电池欧姆内阻的影响

钠硫电池的欧姆内阻与温度和放电深度(DOD)密切相关。通过不同温度下的脉冲放电实验,测量不同DOD时钠硫电池的欧姆内阻。除DOD为100%外,在某一固定DOD下,欧姆内阻随着温度的降低而增大。在某一固定温度下,DOD为0~7.14%时,随着DOD增加,β″-氧化铝陶瓷管外表面高阻抗的硫单质层被消耗,造成欧姆内阻逐渐减小;DOD为7.14%~85.70%时,欧姆内阻基本恒定;DOD为85.70%~100%时,随着DOD增加,电池负极有效反应面积减小,欧姆内阻急剧增大。DOD为7.14%~57.14%时,钠硫电池的开路电压为2.065~2.079 V,具有良好的功率特性。     

不同循环周期锂离子动力电池热失控特性分析

热失控作为锂离子电池的失效方式之一,对研究动力电池的热安全性具有至关重要的作用。以26 Ah软包型锂离子动力电池为研究对象,结合混合动力脉冲能力特性(HPPC)测试和交流阻抗测试两种方法,利用扩展加速量热仪(EV+ARC)来研究不同循环周期下动力电池的电化学行为和热失控行为,并进一步考察电池的热稳定性和安全性。结果表明,电池经过常温下1 000周循环后容量下降至83%,直流内阻随循环次数增加而增大。从热失控曲线来看,随着循环次数的增加,电池自产热温度呈现总体下降,说明不断循环老化的电池SEI膜热稳定性逐渐变差。交流阻抗谱显示,SEI膜与电解液的阻抗随着循环次数增加而增大,说明SEI膜与电解液结构和成分随着循环周期的变化是影响其热稳定性的关键因素。     

二次放电在线检测蓄电池内阻

蓄电池组是变电站直流操作电源系统的重要组成设备,在交流停电时为负载提供不间断电源.重要的变电站要求配置蓄电池监测装置实时监测蓄电池的状态.介绍了一种基于RS-485总线结构的分布式蓄电池监测装置,该装置由若干测试单元和一台监测单元组成.每节蓄电池配备一台测试单元,测试单元内置自带A/D转换器的单片机,实时检测匹配的蓄电池端电压.监测单元带站号召唤测试单元获取数据,并下发内阻检测命令,测试单元采用二次瞬间大电流放电的方法实现在线检测对应的蓄电池内阻.