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。     

锂离子蓄电池不同循环状态的过充行为

研究了额定容量720mAh铝塑膜包装的锂离子蓄电池过充安全性和充放电循环状态的关系。循环测试表明:循环初期内阻逐渐增加,到一定次数后突然增大。过充电测试有如下结果:对1C、12V过充,循环100次后的电池在测试时呈现不安全性;而对3C、12V过充实验,电池循环25次后测试即不安全。电池不安全行为主要是由于随着循环进行LiCoO2的晶格内部应力增大导致结构变形,活性颗粒开裂粉化,同时界面阻抗增加使得电池内部的焦耳热和副反应产生的热不断积累,使得热产生速率大于热散逸速率,最终导致电池热失控,并出现起火。     

锂离子电池针刺安全性的研究进展

针刺是评估锂离子电池安全性的各种滥用条件中最为苛刻之一,也是锂离子电池安全测试的重点关注项目。综述锂离子电池针刺安全性相关研究进展,包括影响锂离子电池针刺安全性的因素、提高锂离子电池针刺安全性的方法及作用机理、锂离子电池针刺引发热失控的机理研究等3个方面。基于上述研究结果分析认为：优化设计针刺内短路模式,可以降低针刺热失控的风险。     

基于电化学阻抗谱的锂离子电池过放电诱发内短路的检测方法

锂离子电池内短路(ISC)是电池发生热失控的主要原因，电池内短路尤其是过放电导致的内短路初期产热不明显，电压变化小，很难通过常规的观察电、热特征的方法对其进行检测。随着电池内短路的演化，电池内部结构逐渐发生改变，这些电池内部的变化可以在对电池具有良好表征性的电化学阻抗谱中得到体现。该文分别对不同荷电状态(SOC)、不同温度和不同内短路程度的电池进行电化学阻抗谱的测量和研究，筛选检测电池内短路所需的特征参数。结果表明，电池电化学阻抗谱的欧姆电阻R_o基本不受电池温度(25～45℃)、SOC的影响，但是对电池内短路程度较为敏感。为便于检测，该文选择电化学阻抗谱中参数特性和大小都基本和欧姆电阻一致的1 000 Hz频率阻抗的实部作为特征参数，通过监测电池循环过程中特征参数变化趋势来判断电池是否发生内短路。经实验验证，监测1 000 Hz频率阻抗实部值变化的方法可有效检测出电池过放电诱发的内短路，该方法不影响电池的正常循环使用，限制条件少且准确性高。     

锂离子电池热失控机理研究现状

锂离子电池是纯电动汽车的"动力源泉",其安全性问题一直被广泛关注,其中热失控是锂离子电池安全问题的主要诱因之一。锂离子电池热失控时内部组分发生剧烈复杂的化学反应,产生大量热发生燃烧甚至爆炸,威胁人类的生命和财产安全。简述了锂离子电池热失控机理国内外研究进展,对锂离子电池内部不同组分的热失控反应机制和热失控诱因进行了归纳。最后对锂离子电池热失控的研究进行了展望。     

车用锂离子电池热失控研究综述

随着电动汽车的快速发展,锂离子电池得到了广泛应用,而锂离子电池的安全问题是电动汽车发展的基础.文中针对锂离子电池热失控的研究展开了全面综述.首先概述了电池在不同原因下引发的热失控,其中电池内部短路以及电池过充电是引发热失控的主要原因.同时重点总结了电池的整个热失控过程,包括单体电池的热失控机理以及热失控在电池组内的扩散...     

18650型锂离子电池的循环容量衰减研究

研究了18650型锂离子电池常温循环性能和容量衰减机理。采用恒流-恒压制式对锂离子电池进行200次充放电循环测试,用交流阻抗技术对不同循环次数的电池进行分析,将不同循环次数的电池正负极与锂片分别组成半电池测试其容量,利用扫描电子显微镜法(SEM)、X射线衍射光谱法(XRD)、空气渗透仪等测试手段对不同循环次数后的锂离子电池正负极、隔膜的形貌和结构进行了表征。结果表明,电池在前200次循环过程中容量衰减率为15.6%;而正极和负极容量分别损失6.6%和4.3%。电池容量衰减主要来自于活性锂离子的损失以及电极活性材料的损失,活性锂离子的损失可能是由于在循环过程中电解液与正负极活性材料反应不断消耗活性锂离子造成的;正极活性材料层状结构规整度下降,离子混排度提高,负极活性材料上沉积钝化膜,石墨化程度降低,隔膜孔隙率下降,导致电池电荷传递阻抗增大,脱嵌锂能力下降,从而导致容量的损失。     

乙酸乙酯作为锂离子电池防过充添加剂研究

采用循环充放电测试、循环伏安扫描、过充测试、交流阻抗分析等手段,对乙酸乙酯作为锂离子电池电解液添加剂进行了探索研究。研究发现,乙酸乙酯的氧化反应峰峰值为4.25 V,还原反应峰峰值为4.5 V,在LiFePO4锂离子电池中以0.2 C/4.2 V恒流充放电测试发现电池循环性能良好;在以0.5 C/4.2 V、1 C/4.2 V、0.2 C/4.6 V下过充测试发现,电池没有发生漏液、起火等现象;交流阻抗分析发现添加剂对电解液阻抗影响较大。     

商业化锂离子电池的热稳定性研究

采用加速量热仪(ARC)研究了商业化锂离子电池(LiCoO/石墨)的热稳定特性,主要考察了开路电压、循环次数以及容量对电池的热稳定性影响.ARC测试结果表明,当电池开路电压由3.8 V增至4.4 V时,电池的起始放热反应温度由100℃降低到73℃,并且在同一温度下,电池的自加热速率随电压的升高而增大;在相同条件下,电池的起始放热反应温度几乎不受循环次数(0～400次)及容量大小(710 mAh和780 mAh)的影响.但是,随着循环次数的增加和电池容量的增大,电池的自加热速率增大.另外,为进一步了解电池内部热量来源,分别对充电到4.2 V完整的正负极片进行了热分析.实验结果表明,负极在60℃左右开始放热,而正极在110℃左右开始热分解,但由于正极热分解释放出大量氧气致使电池内压迅速增大,并最终导致电池热失控.     

梯次利用锂离子电池电化学阻抗模型及特性参数分析

基于电化学阻抗谱测试结果,建立了梯次利用锂离子电池电化学阻抗模型,实验验证了模型精度,误差在2%以内。研究了阻抗模型特性参数随电池荷电状态(SOC)和老化状况的变化特性,测试结果表明,电池的直流内阻随着SOC的变化基本保持不变,在两端SOC区间,即(0,0.3)和(0.8,1.0),电化学极化阻抗和浓差极化阻抗均显著增大。电化学极化阻抗和浓差极化阻抗随着电池循环次数的增加明显增大,而欧姆内阻变化较小,表明车用锂离子电池多次循环后的性能变差主要是由于电化学极化阻抗与浓差极化阻抗的增大引起的,为梯次利用锂离子电池在储能系统中的应用奠定了理论基础。     

变电站隔离闸刀触头的检修方法

电网运行中GW4、GW5、GW7等型隔离闸刀触头容易发热,影响变电设备的操作和安全运行;通过分析闸刀触头发热的原因,找出处理发热的办法,以解决触头发热的问题,促进电网安全生产和稳定运行。     

一种考虑了负荷特性的企业电网潮流算法

大型企业电网的负荷特性主要表现为感应电动机群特性,为了改进现在常用的电力系统潮流算法中用恒功率模型来表征节点负荷,不能满足工程精度要求的问题,提出了在对企业电网负荷节点电动机群进行等效变换后,引入负荷特性的潮流计算的思路,在此基础上进行了理论推导,并经过现场实测数据,进行了仿真。仿真结果表明,负荷特性的潮流计算方法符合企业工程精度要求,可以达到提升业电网潮流计算结果在精确度、实用度等方面的要求,具有一定的理论和工程意义。     

铅酸蓄电池板栅浇铸缺陷分析

铅酸蓄电池板栅浇铸过程中出现的缺陷通常分为宏观缺陷和微观缺陷两大类。本文通过宏观和微观分析的方法,结合板栅的实际情况,对Pb-Ca-Sn-Al四元合金板栅浇铸过程中产生的缺陷进行了介绍和分析。     

小功率金卤灯再启动特性机理的探讨

利用专门设计的金卤灯再启动特性测试仪记录了金卤灯再启动特性的若干典型曲线，对某些异常特性的发生机理进行了分析，找到了它们与金卤灯内在质量的联系，研究表明通过测量金卤灯的再启动特性可以方便地诊断金卤灯的内在质量。     

绝缘子憎水性图像水珠/水迹形状提取算法

绝缘子表面憎水性检测是判别绝缘子性能优劣的主要手段.传统的检测方法具有其主观性,图像处理技术的引入为憎水性检测提供了更为客观的方法.考虑到绝缘子所处环境的复杂性(污秽、光照等)以及憎水性图像本身的特殊性(水的透明性),本文首先对绝缘子憎水性图像进行自适应直方图均衡和基于模糊逻辑的滤波,以达到增强图像的效果;然后通过基于模糊熵的自动阈值分割方法来获取水珠(水迹)的形状信息,最后用数学形态学的二值重构开运算来去除由于分割引入的噪声.实验统计结果表明,该方法能够对各级憎水性图像进行有效地分割.     

变压器局部放电监测系统中方向传感器的研制

列举了局部放电在线监测时 ,现场所遇到的干扰 ,并分析了各种抑制措施的不足 ,提出用定向耦合法进行干扰。分析并论述了方向传感器的基本原理和特点 ,研制了适用于定向耦合方法的传感器。试验证明 :所研制的传感器对信号有很好的响应 ,可以消除外部干扰 ,放大局部放电信号     

发电机定子绝缘剩余寿命评估参量的选择

为选择发电机定子绝缘剩余寿命评估的特征量,测量了运行23年的发电机定子线棒局部放电、tanδ和击穿电压等参量,分析了非破坏性参量与击穿电压的关系,并根据绝缘老化机理和过程,得出了tanδ、Δtanδ、S+k,S-k, Asy等5个特征参量。分析发现第一主成分中上述参量的比重较大,证明它们能较好预测绝缘的老化状态。     

隔膜电阻测试方法的研究

较详细地介绍了化学电源用隔膜电阻的两种测试方法——相对电阻率法和面积电阻法,两种测试方法的原理、使用仪器及测试线路、测试步骤等.分析了采用相对电阻率法和面积电阻法测出的隔膜电阻之间的关系,推导出在KOH电解液密度为 1.40g/cm~3时,隔膜面积电阻R_s与隔膜相对电阻率K的关系式为:R_s=2.2K·d(d:隔膜的湿厚度).讨论了面积电阻测试中的测试面积、隔膜厚度对测试结果的影响及面积电阻对分析电池性能的作用等问题.     

压实度标准制定的合理性

通过土料干湿法对比试验和环刀取土尺寸效应对比试验, 探讨了影响分层碾压土基垫层 压实度的主要因素, 指出通过击实试验制定土基压实度标准和施工质量检验时应注意的问题, 以及如何确保压实度标准制定的合理性和现场检验的客观性。     

从实际滑移土坡确定滑带土抗剪强度

本文简要介绍了滑带土抗剪强度的几种确定方法及其所存在的受限问题,提出与摩尔极限应力圆物理意义一致的临界圆强度包线法可应用于抗剪强度的确定,并在小岭滑坡中证实,经对比计算,结果较为理想。