前驱体预处理对LiFePO_4/C性能的影响

以FePO4·xH2O和无水FePO4为铁源,采用高温固相-碳还原法制备LiFePO4/C。X射线衍射光谱法(XRD)、扫描电子显微镜法(SEM)、粒度分布以及比表面积试验表明:以FePO4·xH2O为铁源时,产品颗粒均匀,粒度分布窄,振实密度仅为0.8g/mL;以无水FePO4为铁源时,产品粒度分布较宽,最大粒径达到32μm左右,振实密度高达1.2g/mL。电化学性能测试表明:以FePO4·xH2O为铁盐的产物,充电时间长,0.2C比容量为138mAh/g;以无水FePO4为铁盐的产物,充电时间短,比容量提高到142mAh/g。     

电动自行车电池组的被动均衡充电

串联电池组有主动均衡和被动均衡两种充电模式。主动均衡充电可以有效延长电池组的寿命。我国电动自行车铅酸蓄电池普遍采用被动均衡充电方式。对于24 V以上的铅酸蓄电池组,被动均衡充电方式不能有效控制每一只电池,可能导致实际容量早衰,循环寿命缩短。     

气相沉积碳源对LiFePO_4/C性能的影响

以Fe C2O4·2H2O、Li2CO3和NH4H2PO4为原料,采用分步引入碳源的方式,在前驱体中加入蔗糖预烧,在烧结过程中分别引入甲烷和甲苯蒸气,将高温固相反应与化学气相沉积(CVD)相结合,制备Li Fe PO4/C复合材料。通过XRD、SEM、透射电子显微镜(TEM)和拉曼光谱进行结构和微观形貌分析;用循环伏安和恒流充放电测试考察电化学性能。以甲苯为气相沉积碳源制备的Li Fe PO4/C复合材料,没有磷化铁杂质,具有较好的晶体颗粒单分散性和较高的电导率。在2.0~4.0 V放电,0.2 C比容量为154.8 m Ah/g,5.0 C比容量为0.2 C时的88.2%。     

充电制度对MH/Ni电池性能的影响

AA型MH/Ni电池用 1C充电 6 3min的充电制度与传统的 1C充电 72min的充电制度相比 :在环境温度 15～ 2 5℃条件下 ,电池的循环寿命提高接近 1倍 ,电池的 1 2V以上放电容量提高了 4%左右。因此对于MH/Ni电池的最佳充电制度建议为 :1C充电 6 3～ 6 6min ,充电末期电池表面温度随时间的变化率控制为dQ /dt=1 5～ 2℃ /min。     

MH-Ni电池组并联充电的研究

介绍了采用恒流并联充电法对MH—Ni电池组充电的实验过程和结果。实验结果表明：并联充电过程中各支路电池的充电电流是按电池的荷电态来分配的,荷电态高的电池分配的电流小,荷电态低的电池分配的电流大。随着充电的进行,各支路电流的差值逐渐减小,最终,电流趋于一致,完成充电过程。并联充电使各支路电池的荷电态差值减小,提高了电池组中电池的均匀性,延长了电池组的循环寿命。     

高温固相法条件对自制LiFePO_4/C性能的影响

采用以七水合硫酸亚铁(FeSO4·7H2O)为铁源,磷酸(H3PO4)为磷源,以改进的均相沉淀法制备的超细(纳米)FePO4为前驱体,讨论了高温固相碳热还原法的煅烧温度和C添加量对锂电池正极材料LiFe PO4形貌和电化学性能的影响。实验结果表明,当煅烧温度为800℃,C添加量为每摩尔FePO432 g葡萄糖,制得的LiFePO4/C的性能较好。     

稀土离子掺杂合成LiFePO_4/C材料低温性能研究

以Gd2O3作为掺杂化合物,分别采用Fe2O3和Fe C2O4·2 H2O作为铁源固相法合成LiFePO_4/C材料。采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、能量散射光谱(EDS)、LAND电池测试系统及电化学工作站等对材料的晶体结构、形貌和电化学性能进行测试,重点分析了材料的低温特性。结果表明:以Fe C2O4·2 H2O为铁源合成的LiFePO_4/C展示出较好的电化学性能,尤其是低温性能。25℃下,0.1 C、5 C首次放电比容量分别为146.1、108.8 m Ah/g,-20℃时相同倍率下放电比容量为99.8、73.9 m Ah/g,分别为25℃时放电比容量的68.3%和67.9%,具有较好的低温性能。     

电压区间对LiFePO4/C电池循环性能衰减的影响

通过加速量热(ARC)、直流内阻(DCIR)测试及容量增量分析(ICA),研究IFR 32131型磷酸铁锂(LiFePO4)/C电池以1.00 C在2.00~3.65 V充放电时的热特性。电池在充电和放电末期,均出现温度快速上升的过程,且放电发热量较充电高出1 801.6 J;充放电的热功率拐点都出现在LiFePO4的准二元相变电压区间外,表明末期的快速温升为电池极化导致,且放电极化大于充电;放电DCIR比充电高。对比高区间(20%~100%)、中区间(10%~90%)和低区间(0~80%)等3种电压区间内电池80%放电深度(DOD)的循环性能,中区间电池的循环性能最好。     

PEG对LiFePO4/C结构与性能的影响

以PEG为碳源,采用共沉淀法合成了LiFePO4/C复合正极材料。采用热重和示差扫描量热分析(TG-DSC)分析了前驱体的热分解过程;通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜仪(SEM)和恒电流充放电测试等手段对材料的结构、形貌和电化学性能进行了表征。考察了PEG的分解速率和添加量对材料结构、形貌和电化学性能的影响。结果表明:当PEG分解温度区间的升温速率为6℃/min、n(PEG)∶n(LFP)=0.5∶1时,合成的正极材料具有较好的电化学性能,0.1C倍率下首次放电比容量达到164.7mAh/g,循环30次后,比容量衰减率为4.75%。     

电流矢量调制的动力电池组充电系统

针对动力电池组三段式充电特性,设计了用于动力电池组充电的三相电流型PWM整流器的主电路,采用了电流空间矢量调制的间接电流控制策略和PI控制器实现网侧单位功率因数运行和直流侧电流稳定输出。为了避免传统电流矢量调制所需要的坐标轴系变换,给出了在三相静止坐标系下的电流矢量调制算法。在此基础上给出了由TMS320F2808芯片控制的电流型PWM充电器控制系统。详细介绍了PI控制器、三相电压调理电路及二/三值逻辑转换的设计方法。该装置省去了网侧电流检测,能在较宽范围内输出纹波较小的充电电流,动、静态性能良好。计算机仿真与动力电池组充电实验结果表明,所提设计方案是可行的。     

LiFePO4/C的微波法制备和性能

用微波法制备了LiFePO4和LiFePO4/C材料。分析了不同的微波烧结时间与材料结构和性能的关系。材料经微波烧结3 min,XRD图谱中出现了Fe2O3杂质,时间更长时则不出现Fe2O3杂质。充放电测试结果表明:烧结8 min的LiFe-PO4/C材料0.1C的首次放电比容量达140.0 mAh/g,但高倍率放电比容量衰减严重;烧结5 min的材料在1.0C放电倍率下,比容量超过了95.0 mAh/g。     

超高压处理前驱体对LiFePO_4/C性能的影响

通过超高压处理溶胶-凝胶前驱体,以高温固相法制备磷酸铁锂(LiFePO_4)/C。用恒流充放电、循环伏安和交流阻抗等方法研究产物的电化学性能,并进行XRD、SEM等分析。超高压处理并没有改变LiFePO_4材料的晶体结构和充放电反应机理。与未经超高压处理的前驱体相比,超高压预处理的前驱体制备的材料粒径减小,均匀性提高,0.1 C首次放电容量达148.47 mAh/g、在平台电压范围内的放电容量增加约16.3 mAh/g,经过不同倍率共40次循环,容量保持率达98.2%,且倍率放电性能得到提高,欧姆阻抗和电化学反应阻抗减小。     

铝箔涂碳对LiFePO_4/C电池性能的影响

研究涂碳铝箔作为集流体对磷酸铁锂(LiFePO_4)/C正极材料及电池性能的影响。铝箔涂碳可抑制电极材料的极化,提高材料与集流体的粘附效果,降低两者间的电荷转移电阻,提高Li+的扩散速率。以涂碳铝箔为集流体的半电池,在10 C倍率下的中值电压仍在3.10 V以上,活性材料与集流体之间的电荷转移电阻比光铝箔低65%以上,Li+扩散速率是光铝箔的3倍以上。涂碳铝箔作为集流体,可降低组装的全电池的内阻,与光铝箔相比,内阻降幅在25%以上,功率密度涨幅大于35%;在4 C倍率下全电池的中值电压仍在3.00 V以上,在3.65~2.00 V放电,4.00 C/0.33 C容量比在99%以上。     

LiFePO_4/C主体元素含量的测定方法研究

研究了采用化学分析方法测定LiFePO4/C正极材料中铁、磷、碳、三价铁的含量。方法精确度高,回收率在100.00%~101.40%,是一种快速、实用且适合于产业化的分析方法,对产品质量的一致性及稳定性起到监控作用。     

PEG用量对LiFePO4/C结构与性能的影响

以Fe(NO3)3.9H2O为铁源,聚乙二醇(PEG)为碳源、还原剂和分散剂,用旋转蒸干法制备LiFePO4/C复合材料。用XRD、场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)和恒流充放电测试,分析了PEG用量的影响。当n(PEG)∶n(Fe)≥0.25∶1.00时,产物为纯橄榄石型LiFePO4结构;增加PEG用量,有利于得到粒径细小均匀、电导率高的产物。当n(PEG)∶n(Fe)=0.50∶1.00时,产物的电化学性能较好,0.1C首次放电比容量为164.1 mAh/g,第30次循环时的容量衰减率为1.3%。     

FePO4颗粒尺寸对LiFePO4/C复合材料性能的影响

以FePO4为铁源、Li2CO3为锂源、聚丙烯为还原剂和碳源,采用一步固相法合成了LiFePO4/C复合材料.研究了铁源FePO4 的颗粒尺寸对复合材料电化学性能的影响.采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)对合成产物的晶体结构、表面形貌进行了表征和研究,通过充放电测试和电化学阻抗谱(EIS)对材料的电化学性能进行测试和分析.结果表明:FePO4颗粒的大小影响着合成产物颗粒的大小,从而影响了LiFePO4/C的充放电性能.     

碳热还原合成钒掺杂的球形LiFePO_4/C

通过碳热还原,合成了不同钒掺杂量(x)的球形碳包覆磷酸铁锂(LiFePO4/C)材料LiFe1-xVxPO4/C。循环伏安和恒流充放电测试表明,适当的钒掺杂能改善材料的电化学性能。x=0.05的材料,电化学性能较好,以0.1 C在2.5~4.2 V充放电,首次放电比容量为151.1 mAh/g,10.0 C倍率时,放电比容量仍能维持在104.4 mAh/g左右。     

基于电池组级联的高压恒流电源电流控制方法研究

稳定的电流控制和精确的电压控制是高压恒流(HCC)充电电源控制系统的关键技术。本文基于电池组级联(BPCSs)的HCC充电电源提出了一种新的电流闭环的控制方法。该方法采用时序重构前移算法来提高充电的最大电流,实现了电流平均值的增大。文中首先建立了基于BPCSs的HCC充电电源充电系统的理论模型,并给出了其充电系统的电压控制方法和电流控制方法。其次,通过在PSIM仿真软件中建立仿真模型,验证了该方法的有效性。最后,基于仿真结果,设计了样机实验,实验结果验证了该方法的工程应用可行性。该方法保证了充电电流既能达到峰值,又能维持其稳定性,从而增大了电流的平均值,具有缩短充电时间、提高HCC充电电源充电速度的特点。     

10GNYG4镉镍蓄电池组充电方法的研究

通过对１０ＧＮＹＧ４ 镉镍蓄电池组用３ 段间歇法充电,研究了不同的充电终止电压和不同间歇时间对总充电时间、电池组容量的影响。实验结果表明：在环境温度约为１０ ℃时,第１、第２ 阶段以１６ ．０Ｖ、第３ 阶段以１５ ．５Ｖ为充电终止电压,各充电段之间间隔５ｍｉｎ 最为合适,能有效地提高充电效率并使电池组容量达到最大值,且能有效地减少充电时间和电池充电后期气体的析出,延长电池组的循环寿命。     

LiFePO4/C正极材料的制备及性能研究

采用高温固相法合成LiFePO4/C正极材料,并对其物理特性和电化学性能进行了分析。研究结果表明,该材料具有较高的振实密度、均匀的粒度分布、较小的比表面积,且具有单一的橄榄石结构,没有其它杂相。实验电池测试表明,材料具有较高的放电比容量及平稳的放电平台,0.2C充放电时,放电比容量达到152.5mAh/g。为了进一步评估该材料的循环性能,制造了以该材料为正极活性物质的2.2Ah标准软包装锂离子电池。电池经3000次充放电循环,其放电容量仍有1 919mAh,放电容量保持率为84.5%,结果表明材料的循环稳定性能优良。