锂离子电池隔膜产业发展现状及趋势分析

隔膜是锂离子电池的关键内层组件之一,主要功能是隔离正负极并阻止电子穿过,同时能够允许离子通过,从而完成在充放电过程中锂离子在正负极之间的快速传输。隔膜性能的优劣直接影响着电池内阻、放电容量、循环使用寿命以及电池安全性能的好坏。隔膜越薄、孔隙率越高,电池的内阻越小,高倍率放电性能就越好,因此,隔膜对提高电池的综合性能具有十分重要的作用。     

锂离子电池充放电过程中的热行为及有限元模拟研究

采用电化学-量热法对LiFePO4锂离子电池在不同倍率下的循环产热进行了系统的研究,并基于热传导理论建立了锂离子电池热模型,采用有限元ANSYS模拟了稳态温度场。结果表明,电池充放电循环过程的总热效应表现为放热现象,发热量和热生成率均与充放电倍率成线性关系,随着倍率的增大而增大。充放电倍率和工作温度对电池内部温度分布有一定的影响。在相同倍率条件下,工作温度越高,电池内部温度场分布均匀性越差。在相同工作温度下,充放电倍率越大,电池内部温度场分布的均匀性越差。     

动力电池自放电测量新技术原理与应用

动力电池,作为供电系统中的一部分,在整个电动汽车系统中起着决定性的作用。电动汽车动力电池性能的差异性,是影响电池组使用寿命的重要因素。由于动力电池组是串联充放电的,电流相同,假如电池单体容量动态一致性已经做到很好,那么,电池组的不均匀性就只能是自放电差异性引起的。因此,电池自放电测试技术的突破,对单体电池、电池组、电动汽车的发展都具有重要意义。     

基于计算流体力学的液冷式锂离子电池包散热分析

该文针对锂离子电池散热问题,利用三维建模及仿真分析软件建立了某液冷式锂离子电池几何和物理模型,结合单体锂离子电池产热模型对该三维模型划分网格后进行了仿真分析,得到了不同冷液体流速下电池内部压强及温度云图,验证了电池包设计的合理性。该文的方法和结论可为锂离子电池包结构设计提供一定的参考。     

电池充放电测试仪充放电时间校准方法研究

本文对电池充放电测试仪的组成进行了简单介绍,并对其充放电时间校准的难点进行了分析.由函数/任意波形发生器、时间检定仪和适配器组成校准装置.采用直接测量法,用函数/任意波形发生器或时间检定仪输出的标准时间,对电池充放电测试仪的充放电时间进行校准,解决了充放电时间校准的难题.同时,对校准装置的不确定度进行了分析评定.研究和实践表明,本校准装置简单可靠、方便实用、满足量值传递要求,为电池的科研生产提供了计量保障.     

扩散应力诱导的锂离子电池失效机理研究进展

在锂离子电池的充放电过程中, 由锂离子扩散过程产生的浓度梯度和活性材料锂化膨胀产生的变形会导致扩散应力。过大的扩散应力会造成活性颗粒的破裂、活性颗粒之间的分离、活性层的断裂以及活性层与集流体的分层等多种力学失效形式, 并最终导致电池出现容量衰减、阻抗上升和寿命缩短等一系列失效现象。因此扩散应力及其诱导的锂离子电池失效机理已经成为锂离子电池研究领域的热点之一, 具有重要的理论研究意义和实际应用价值。本文尝试从活性颗粒、活性电极、半电池、电池单元和电池单体等不同尺度, 综述近年来与扩散应力诱导的锂离子电池失效机理相关的研究进展, 介绍各尺度下扩散应力的产生机制和研究手段, 分析扩散应力对电池力学和电化学性能的影响规律, 梳理和总结扩散应力的影响因素, 最后对该领域今后的研究方向与发展趋势进行了展望。     

电池置换站运营收益模型与策略

为了使运营收益最大化,本文采用电池置换站的策略,从运营商的角度出发,建立了针对电池置换站运营的整数线性规划模型。该模型综合考虑了置换费用、置换站的电池拥有量、置换站的充放电能力以及置换站服务水平等因素。模型的求解主要采用Lingo编程技术,分析了模型的影响因素,得出了不同参数情况下对应收益的最大值和各置换站在各时间段对电池进行充放电的数量,同时进一步分析这些参数与运营收益之间的敏感关系。通过上述分析可以发现,该模型的提出可以使得运营商的投资风险最小化和收益的最大化,从而为制定合理有效的运营策略和电池管理提供有力指导。     

软件定义可重构电池系统及其应用

自电池被发明200多年以来,电池系统一直是采用固定串并联的系统架构,即很多小容量的单体电池根据负载的要求固定串并联成一个电池系统。然而,由于生产和工况引入的单体电池差异性,这种固定串并联的系统架构给电池系统带来了很多应用上问题,如SOC和SOH的测不准问题、电池充放电均衡问题、电池的梯次利用问题及可靠性和安全性问题等。借鉴软件定义的理念和具体实现,软件定义可重构电池系统可以从根本上解决电池单体差异性与固定串并联成组方式之间的不匹配问题,进而解决了一系列电池应用问题。本文将重点讨论基于可重构电池网络的软件定义可重构电池系统原理及其应用。     

Research on charging and discharging characteristics of parallel connection for LiFePO4 Li-ion batteries

针对动力锂离子电池成组后性能比单体性能明显降低的问题,分析了电池不一致性产生的原因,在此基础上,研究了电池单体充放电性能和老化过程一定时,电池的成组方式和电池参数不一致程度对整组电池性能的影响.重点以磷酸铁锂电池为研究对象,分别对不同并联电池数量和不同充放电倍率进行了实验,分析了电池并联情况下直流内阻、电池容量、极化电压、荷电状态等因素对电池工作电流和电压的影响,提出了并联电池不平衡电流的判断依据,从而为电池系统的容量设计和提高成组电池的性能提供依据.     

水溶液锂离子电池电极材料的发展概况

通过对水溶液锂离子电池电极材料的制备方法、结构、电化学性能、充放电过程等方面的论述,总结了近年来水溶液锂离子电池电极材料的研究状况,并对存在的问题进行了分析。探讨了采用不同化合物、不同制备方法和改性方法来提高其比容量和循环稳定性的可能性。     

一种车载锂离子电池组动态双向均衡系统的研究

为防止车载锂离子电池组中个别单体过充或过放，提出了一种动态双向均衡的方案，并给出了该方案的硬件电路原理框图和软件流程图，分析了该方案中均衡系统的工作过程，总结了该系统的优点和有待解决的问题。     

浅析锂电池剩余寿命的ELM间接预测方法

锂离子电池在实际的使用过程中经常会出现性能退化现象,电池性能退化必然会影响到仪器设备的正常使用,严重时可能会引起设备故障,因此电池使用过程中通常会使用一定的方法对锂离子电池的剩余使用寿命进行预测,现阶段常用的锂离子电池剩余寿命预测主要有两类方法,但这两种方法都存在着一些问题,因此本文构建一种ELM间接预测的方法,本文将对这种方法进行详细地介绍。     

锂-空气电池电解液研究进展

锂-空气电池作为比能量最高的电池,有望解决电动汽车及能量存储问题,近年来备受全世界瞩目。在影响其商业化的众多问题中,电解液不稳定,含氧量低及放电产物溶解度小等问题是最关键的制约因素。针对上述限制条件,对非水体系电解液锂-空气电池的研究现状做了全面的阐述与剖析,并预测了未来的发展趋势。此外,还对离子液体,有机混合电解液,水系、有机-水系及全固态电解液体系锂-空气电池的研究进展做了全面调研与概述。     

混合动力客车锂离子动力电池管理系统

根据混合动力客车锂离子动力电池组单体只数多、分布比较分散的特点,设计了基于双CAN总线的分布式电池管理系统（BMS）。该系统由若干采样模块和一个主控模块组成,与动力电池之间的连线数量少,可扩展性强,而且采用复杂可编程逻辑器件（CPLD）技术实现了串联电池组单体电压的采样方法,实现了温度的低成本采样方法,建立了基于“预测．修正”方法的动力电池荷电状态（SOC）的估算方法,可以实时地修正SOC估计的误差和可靠地实现对动力电池运行时状态参数的监测,提高电池SOC的估算精度。     

全固态3D薄膜锂离子电池的研究进展

全固态三维薄膜锂离子电池能量密度高、自放电率低、充放电循环性能优良、安全可靠,可以设计成任意形状集成至微电子器件中,是最具前景的微电池之一。从电池构架角度,对全固态3D薄膜锂电池进行分类并概述其发展现状,分析了不同构架3D电池的优势和存在的问题,同时展望了薄膜电池的发展方向和应用前景。     

锂离子动力电池负极材料研究进展

综述了锂离子电池负极材料研究进展,着重介绍了负极材料活性成分、材料尺度及操作温度对电池比容量、比功率、循环寿命、充放电倍率性能的影响,以及数模化半电池或全电池系统对负极材料电极性能的理论研究。为了提高锂离子电池动力性能,改进碳/石墨和非碳/石墨负极材料、制备高度有序的阵列负极将成为今后研究的重要方向;建立数学模型模拟充放电过程、分析负极材料的电极动力学特性,是表征、优化负极材料的有效方法。     

新型纳米电池诞生：手机完全充电仅需12分钟

美国马里兰大学研究人员成功研发了一种全新结构的电池,体积只有邮票大小,采用陶瓷材质,内部纵向排列了数以百万记的纳米孔。每一个纳米孔均内含电解质,两端作为阴阳极,也就是说,每一个纳米孔都是一个微型电池,它们组成纳米阵列进行充放电。创新电池技术将使人们的手机完全充电仅需12分钟,并且它可以重复使用数千次。这将意味着手机充电几个小时的历史将不再出现!     

湿法制备锂离子电池隔膜的高性能化改性研究

锂离子电池因具有能量密度高、循环寿命长、质量轻、无记忆效应等特性,以及快速充放电等优点,因此成为近年来新型电源技术研究的热点,在高能量和高功率领域备受关注。作为锂离子电池的核心材料之一,隔膜的主要功能是使电池的正、负极分隔开来,阻止电子通过。隔膜性能的优劣直接影响着电池内阻、放电容量、循环使用寿命和电池安全性能的好坏。隔膜越薄、孔隙率越高、电池内阻越小,其高倍率放电性能就越好。     

可充镁电池负极与电解液相容性的研究进展

金属镁具有较高的理论体积比容量(3 833 mAh·cm^-3)和较低的还原电位(-2.37 V vs.SHE),其作为镁电池负极具有能量密度高、安全性好且成本较低等优点。因此，可充镁电池是极具发展前景的新型二次电池体系。然而，可充镁电池的金属镁负极在充放电过程中易与电解液发生反应，形成阻碍Mg²⁺可逆沉积/溶解的致密钝化膜，导致较大的极化与较低的库伦效率；此外，镁负极与常规电解液的反应也会限制一些高性能正极材料的应用。本文围绕可充镁电池负极与电解液之间的相容性问题，总结了可充镁电池中负极材料及其界面调控方法等方面的研究进展，介绍了合金化负极材料与纳米/插层负极材料对改善可充镁电池循环性能的重要作用，并重点介绍了人工电解质界面膜和固态电解质对解决金属镁负极与电解液相容性问题的作用。此外，本文还从减少电解液副反应和调控钝化膜的角度，对提升可充镁电池负极与电解液相容性的研究重点与目标进行了总结和展望。     

日本合成尖晶石单晶LiMn2O4纳米线

日本产业技术综合研究所成功合成用作高速充放电锂离子电池（LIB）正极材料的尖晶石单晶锰酸锂（LiMn2O4）纳米线。目前,市售的LIB随着充放电率（电池全容量充放电速度）的增加,容量大幅减小。若正极材料使用纳米线,则即使充放电率增加,仍能维持较高的放电容量。