车用锂离子电池能量密度影响因素研究进展

着眼于影响锂离子电池密度的因素,综述了电池正极材料、负极材料、电解液、隔膜、结构和内阻的研究现状,综述了为提高锂离子电池能量密度而进行的一致性管理和安全管理研究现状.提高锂离子电池能量密度受安全和成本等因素制约,提高电池管理水平是充分利用电池能量的有效途径.     

锂离子电池电极预锂化技术工程化进展

能量密度的提升是目前锂离子电池性能研究的重点方向之一,开发新型高比容量的正负极材料是解决这一问题的有效途径。但由于其首次库伦效率低、循环稳定性差,影响了这些新材料的推广应用。电极的预锂化技术则提供了一种高性价比的解决方案,具备短期内工程化的可行性。文章介绍近年来主要的几种电极预锂化技术及其在行业内的工程化应用进展情况,并展望了该技术的未来发展方向。     

车辆用锂离子动力电池特性分析

为了更好地制定整车动力电池系统的充放电策略,充分发挥动力电池性能,减缓电池衰减;以电动车辆上运用最广泛的磷酸铁锂电池和三元镍钴锰酸锂电池为研究对象,对电池的电压、内阻、倍率性能和静态存储容量衰减特性进行分析总结.结果表明:LFP和NCM两类电池因材料不同,特性差异较大,容易受温度、电量SOC影响,所以在制定充放电策略时...     

水中兵器锂离子动力电池安全性问题的几点思考

锂离子电池由于具有众多优点，在众多领域获得了广泛应用。近年来关于锂离子电池引发的火灾甚至爆炸的报道己屡见不鲜，锂离子电池的安全问题引起人们的关注。通过分析锂离子动力电池的安全性，给出了水中兵器领域运用锂离子动力电池在安全性方面的注意事项。     

锂离子电池正极材料研究进展

锂离子电池正极材料是制造锂离子电池的关键材料之一。就锂离子电池正极材料的研究进展进行了报道,着重介绍了LiCoO2和LixMn2O4两种正极材料的研究情况、制备方法和其电化学性能的影响因素。     

锂离子电池概述及正极材料研究进展

概述了锂离子电池的组成及工作原理，阐述了锂离子电池正极材料的研究进展。     

锂离子电池概述及正极材料研究进展

概述了锂离子电池的组成及工作原理,阐述了锂离子电池正极材料的研究进展。     

全固态锂硫电池能量密度为锂离子电池4倍

物理学家组织网近日报道,美国能源部橡树岭国家实验室(ORNL)的科学家设计出一种新型全固态锂硫电池。锂硫电池比锂离子电池效率更高且成本更低,但电池内使用液态电解质一直是科学家的桎梏。液态电解质会通过溶解多硫化物从而帮助锂离子在电池中传导,不过使     

锂离子电池正极材料LiFePO4离子掺杂改性研究进展

橄榄石型LiFePO4是近年发展起来的一种锂离子电池正极材料,但是LiFePO4的电子导电率低,锂离子扩散速度慢,限制了其实用化,其中一种很有效的方法就是在LiFePO4的晶格中掺杂金属离子,使其产生晶格缺陷,促进Li 扩散,改善晶体内部的导电性能,本文综述了LiFePO4近几年在离子掺杂改性方面的研究进展,从掺杂原理、掺杂种类和掺杂方法及效果等方面对这一研究作了讨论分析.     

锂离子动力电池热失控与安全管理研究综述

锂离子动力电池具有能量密度高、循环寿命长、无记忆效应等优点,被认为是最具前景的一类动力电池。随着整体能量密度的不断提高和制造成本的降低,以热失控为特征的锂离子动力电池安全事故频发,严重威胁着乘客的人身和财产安全。因此,以防止锂离子电池热失控为核心的研究成为近几年电动车辆研究领域的热点,同时,相关领域的发展也需要这样的综述类文章来的引领。从动力电池安全角度出发,对目前锂离子动力电池热失控研究现状进行综述,总结了最新研究成果。较为具体地阐明了热失控触发条件和发生机理,比较全面地总结了提高锂离子动力电池系统安全性的方法,以期促进先进锂离子动力电池系统安全管理方法与策略的开发,进而提高动力电池系统的安全性。填补了该领域缺少中文综述的空白。     

锂离子电池电化学-热耦合模型对比研究

电池模型对电池系统的健康管理和故障诊断至关重要。随着电池技术的发展,电化学模型正成为研究热点。电化学模型由偏微分方程构成,计算复杂度高。模型数学重构和模型结构简化是两类降低复杂度的方法。不同复杂度模型的对比研究可为模型工程应用选择提供指导,然而现有研究多基于仿真数据且忽略了温度对电池电化学行为的影响。针对上述不足,通过理论分析、数值仿真和试验测试开展了电化学-热耦合模型的对比研究工作。基于理论与仿真分析,明确不同模型的误差来源;通过敏感性分析,提升了模型参数的辨识精度和效率;通过耦合热模型,考虑温度对电化学反应的影响,并在-10℃至45℃区间开展试验验证。结果表明,反应电流的均匀分布假设是简化模型的主要误差来源。该假设在低倍率条件下成立,在大倍率下将造成较大误差;耦合热模型来引入温度修正可有效提升电化学模型在不同温度下的精度;非简化的电化学-热耦合模型在不同温度和工况下均能保证高精度,端电压均方根误差小于25mV。简化的电化学-热耦合模型在小倍率工况下精度较好,但在低荷电状态和大倍率工况下将出现明显偏差,其最大端电压方均根误差超过50mV。     

锂离子电池外部短路电压行为预测模型评价

锂离子电池外部短路瞬间产生大电流引发安全事故频繁发生,精确的模型是风险预警的基础。围绕外部短路故障,从不同初始荷电状态(State of charge,SOC)、不同温度两方面开展了Thevenin等效电路模型与单粒子电化学模型的电压预测精度评价与复杂性对比。结果表明,Thevenin模型精度随初始SOC降低而下降,随环境温度升高上升;单粒子模型精度受初始SOC影响较小,随温度升高先上升后下降。针对Thevenin模型短路中精度下降等问题,提出了应用电感元件的模型优化方法。模型方均根误差小于60 mV,精度提升了76%;针对单粒子模型在外部短路大电流中精度变差的问题,提出了使用双电层放电和锂离子扩散限制进行建模的模型优化方法。模型方均根误差小于40 mV,精度提升了64%。优化后的模型分析结果表明：Thevenin模型实时性高,单粒子模型弥补了电池漏液时Thevenin模型的失效,但计算复杂;前者可用在外部短路的前期诊断和预警中,后者可用在外部短路发生后的热管理或热安全研究中。     

燃料电池／蓄电池混合动力车辆能效评估

为替代传统车辆的非电气化区段内燃机驱动,研发了用燃料电池系统进行牵引供电的新型车辆。将燃料电池／蓄电池（简称FC／Batt）混合动力系统装于试验车辆上,并在试验轨道上进行运行试验。阐述了FC／Batt混合动力试验车辆的研发过程,并对混合动力系统的能效和燃料消耗率做了评估。     

车用并联电池组不均衡电流建模与仿真分析

车用锂离子电池在实际使用过程中通常需要进行串并联以满足功率输出和能量存储的需求。然而电池间不一致带来的并联电池组内不均衡电流会影响电池组寿命和安全。建立一种N节单体电池并联的电池组等效电路模型。试验结果表明,此等效电路模型在稳态和动态工况均有较好的精度。此等效电路模型可以用于预测并联电池组内部的不均衡电流,分析不均衡电流的分配原理。仿真分析结果表明,容量和内阻的不一致性增加会带来并联电池组内部不均衡相对量I_Re和SOC_Re的增加。容量增加20%,I_Re增加17.0%,SOC_Re增加3.7%;内阻增加100%,I_Re增加18.2%,SOC_Re增加5.7%。     

面向“双碳”战略目标的锂离子电池生命周期评价：框架、方法与进展

在国家“双碳”重大战略驱动下,锂离子电池在迎来了重大发展机遇的同时,它的全生命周期碳足迹追踪与环境指标评价成为研究热点,在碳排放计算及减碳措施方面遇到严峻挑战。首先,对全生命周期评价的基本框架、基本方法、评价指标等基础共性问题进行简要概述。然后,从锂离子电池可持续发展出发,提出从“摇篮”到“摇篮”的全生命周期闭环评价路线,对电池全生命周期内(包括电池生产、电池使用、梯次利用、电池回收与再制造等环节)各阶段碳排放计算的研究现状与进展进行详细综述,总结各阶段潜在的研究热点与难点,提出一种“技术-生态-价值”综合评价框架。在此基础上,对锂离子电池生命周期价值评价存在的机遇与挑战进行讨论,对资源风险与供应链风险进行分析与梳理。最后,总结与展望了能源脱碳、体系创新、智能制造、优化管理、材料回收、碳捕集等六大潜在的锂离子电池全生命周期减碳措施。     

锂离子电池简化电化学模型理论误差分析研究

准确的电池模型是电池状态估计和能量管理的基础。锂离子电池电化学模型描述电池内部机理,具有物理意义明确和准确度高的优点。目前,常用的电化学模型为P2D伪二维电化学模型、SPM单粒子模型和SPMe考虑电解质动态的单粒子模型。其中,P2D模型的精度最高而计算量最大,而简化模型SPM或SPMe的计算效率高,但存在模型简化产生的误差。为探究误差的产生机理,首先比较SPM、SPMe和P2D模型的电极电流源、固相浓度和液相浓度,然后从平衡电势、过电势、液相浓差极化电势、液相欧姆压降和端电压对简化模型进行了误差分析,并指出误差传递路径。结果表明,电极电流源是模型端电压误差产生的根源,液相正负极欧姆压降和负极平衡电势误差是端电压误差的主要来源。上述结果可为SPM和SPMe模型的误差补偿方法设计提供理论依据。最后还提出了模型端电压误差补偿建议。     

动力锂离子电池热失控燃烧特性研究进展

频发的电动汽车火灾事故引起了对动力锂离子电池燃烧特性与火灾消防的日益重视。在动力锂离子电池起火燃烧演进的三阶段划分中,首先是外部滥用条件引发了动力锂离子电池内部材料化学反应的自我加速过程,随着化学反应放热累积和产气气体增加,导致在一定的压力下动力锂离子电池进入释放阀打开进入泄气过程,最后释放气在多种着火源引导下进入起火燃烧过程。事实上,在动力锂离子电池的热失控燃烧过程中,这三个阶段并非完全割裂,是一个复杂的并列发生现象。与传统的火灾相比,动力锂离子电池的燃烧有其特殊性,如燃烧受控条件涉及化学反应释放的热量、动力锂离子电池电能内短路后转化生成的热量、动力锂离子电池材料体系中的可燃成份、动力锂离子电池泄气中易燃气体组成等。综述动力锂离子电池热失控的演化进程、泄气的组分与浓度及毒性、动力锂离子电池单体和模组的燃烧放热量和放热速率以及燃烧过程的质量损失等燃烧特性、电池包的火灾蔓延特点与灭火剂筛选原则。针对动力锂离子电池火灾的机理及特点,总结现有研究中存在的不足、可能的改进措施以及研究尚未涉及的关键研究点。     

车用锂离子动力电池组均衡管理系统研究进展

锂离子电池因其能量密度高、功率密度高和循环寿命长等优势已成为电动汽车动力电池的首选,然而成组后单体间的内阻、容量及电压等特性差异可能对整车电池系统的寿命、安全及性能带来严重影响,而均衡管理是保障动力电池一致性的有效方案。基于电池状态信息对电池组进行均衡管理,能够提高动力电池组的可用容量,降低单体间不一致性所导致的衰减、容量损失,并避免因过充、过放等异常使用而导致的安全风险。但由于高成本的均衡拓扑设计与复杂的均衡控制策略,均衡系统目前较难以广泛推广。梳理近年来均衡管理系统的研究进展与可行方案,较为具体地介绍了均衡电路拓扑结构及其工作原理,并总结了目前常用的与新颖的均衡控制变量,分析各类均衡控制策略在实车应用时的优劣,系统性地比较各种均衡方法的优缺点。梳理目前亟待解决的均衡技术难点,并对均衡技术发展进行了展望。