关键词： 废旧磷酸铁锂   回收   无磷酸工艺   硫酸亚铁   磷酸锂  

摘要： 文中介绍了一种对废旧磷酸铁锂正极材料进行高价值回收利用的方法。材料中的Fe、P、Li元素分别以FeSO_(4)、FePO_(4)和Li_(3)PO_(4)形式回收,以Li_(3)PO_(4)形式回收Li的回收率达到93%。该回收工艺不使用磷酸或磷酸盐,具体包括5个步骤:(1)将废旧磷酸铁锂正极材料用硫酸酸溶;(2)将1/3以上的Fe^(2+)离子以FeSO_(4)形式重结晶出来;(3)对Fe^(2+)进行氧化处理并调整溶液pH至2.0~3.0,使Fe^(2+)离子以FePO_(4)形式析出,制得的FePO_(4)可以用于固相法制备LiFePO_(4);(4)将分离FePO_(4)后滤液的pH调至11.0,其中的Li^(+)、PO_(4)^(3-)离子浓度达到沉淀析出条件,析出Li_(3)PO_(4)沉淀;(5)将制得的亚铁盐与Li_(3)PO_(4)通过水热法制备LiFePO_(4),制得的LiFePO_(4)材料表现出良好的电化学性能。

关键词： 磷酸铁锂电池   热失控   安全性能  

摘要： 本文简述了磷酸铁锂电池的安全特性,它在众多种类的锂离子电池中安全性最好。总结了磷酸铁锂电池产生热失控的原因,多为锂电池滥用导致,包括过充电、外部短路、壳体变形和刺穿等。同时描述了磷酸铁锂电池发生热失控时的六个阶段,以及每个阶段的现象。最后,总结了从使用环境、电芯设计、储存SOC、过充倍率、温度监测和冷却液管路设计等多个方面来预防和处理磷酸铁锂电池热失控的方法,这为磷酸铁锂电池在生命周期内的安全使用提供了解决方案。

关键词： 磷酸铁锂电池   电池管理系统   通信电源   循环寿命  

摘要： 为满足铁路通信电源智能化发展需求,对磷酸铁锂电池在铁路通信电源中应用进行分析。在安全性与电池管理系统上对磷酸铁锂电池进行优化设计,对磷酸铁锂电池在铁路上的成本投入及应用场景进行分析,并将分析结果在成都铁路局灵杰机房进行试验,试验结果进一步论证磷酸铁锂电池在铁路通信电源中应用的优势和可行性。磷酸铁锂电池作为铁路48 V通信电源的后备电池组,不仅能够提高运维效率,还有效降低运维成本,符合新时代铁路发展需求。

关键词： 过氧化氢   废旧磷酸铁锂电池   选择性浸出   锂   机制  

摘要： 研究了采用过氧化氢氧化浸出法从废旧磷酸铁锂电池中高效选择性回收锂，考察了过氧化氢浓度、固液质量体积比、浸出温度和时间对锂浸出行为的影响，并采用动力学分析、XRD和SEM表征技术探讨了浸出机制。结果表明：在过氧化氢浓度20%、固液质量体积比3 mg/1 mL、浸出温度40 ℃、浸出时间40 min优化条件下可，锂浸出率达99%，而铁浸出率仅为0.53%，实现了锂的高效浸出，该浸出过程主要受内扩散控制。该法可为废旧磷酸铁锂电池中锂的高效选择行回收提供一种技术支持。

关键词： 锂离子电池   微电滥用   过充循环   性能衰减   电化学阻抗   等效电路模型   弛豫时间分布  

摘要： 当前锂离子电池被广泛应用于清洁交通和规模储能场景中,然而由于电池制造单体一致性以及服役容量衰减速度的固有差异性,电池在运行过程中常出现轻微过度充电这一电滥用工况。进一步的滞后维护会带来循环积累效应,对电池的规模成组应用造成可靠性挑战和安全隐患。因此对主要电池类型在所述工况下的性能衰减特性进行研究具有重要意义。本文以磷酸铁锂和镍钴锰三元锂离子电池为研究对象,开展了正常循环老化和微过充循环老化试验。结果显示,磷酸铁锂电池在两种循环工况下的性能衰减特性差异较小,而三元电池在微过充循环工况下的性能衰减速度显著快于正常循环工况。结合电化学阻抗测试,通过等效电路模型和弛豫时间分布等分析方法,揭示了微过充循环工况下三元电池健康状态显著下降的主要原因:固体电解质界面膜等效电阻和传荷电阻的增长导致更严重的锂库存损失。相比之下,磷酸铁锂电池对微电滥用循环工况的抗性更为优异,固体电解质界面膜等效电阻和传荷电阻变化较小,相应的锂库存损失有限,因此在设定的循环圈数内,其性能衰减幅度与正常循环工况相比并未显著增加。

关键词： 锂离子电池   热滥用   热失控   三元材料   磷酸铁锂  

摘要： 本研究探讨了三元材料和磷酸铁锂(LFP)材料两种体系的锂离子电池在热箱加热及绝热条件下加热的热失控行为。在两种热滥用测试条件下,LFP电池相比三元电池表现出更好的热稳定性,且两种电池在两种实验工况下表现出了相同的热特性差异。实验发现,两种电池在绝热条件下触发热失控的时间远大于热箱的加热时间。相比于绝热条件,热箱条件下样品除自身产热外,还会受到外部高温环境的热量注入,导致样品总加热速率更高,内部化学反应更活跃,更容易触发热失控。因此三元样品和LFP样品在热箱条件下的热失控触发温度均低于绝热条件,同时达到热失控触发所用的时间更短。由于三元样品和LFP样品在两种热滥用工况下热失控触发前的孕育期不同,能量流失也不同,导致两种样品的热失控最高温度在两种热滥用工况下表现也不同。

关键词： 红外吸收   助熔剂   正极材料   磷酸铁锂   碳包覆   碳含量  

摘要： 基于自动进样-高频燃烧-红外吸收光谱原理,建立了宽范围测定碳包覆磷酸铁锂(LiFePO_(4)/C)正极材料中碳的方法。以某送检的LiFePO_(4)/C样品作为研究对象,通过SEM确定待测样品中碳的存在且分布相对均匀,探究称样量、助熔方式、分析参数和功率模式等实验条件,发现当称样量为0.0500 g,助熔方式为m(Fe)+m(W)=0.5000 g+0.7000 g,吹扫时间、延迟时间均为20 s,恒定功率模式(100%)时,结果可靠。方法的线性相关性(R 2)在低碳区、高碳区分别为0.9996、0.9990,检出限为0.0000596%,相对标准偏差(RSD,n=7)为0.80%~1.89%,样品的加标回收率为99.5%~101.5%。该方法的检测范围宽、准确性好、精密度高、自动化水平高。

关键词： 超声空化   磷酸铁锂   超声波清洗   低温热处理   电池回收   铝箔  

摘要： 针对大量退役的废旧磷酸铁锂电池,文章研究了一种废旧磷酸铁锂电池材料的回收工艺。废旧磷酸铁锂电池进行放电和拆解后,采用正交试验分析不同超声功率和时间对电极材料回收效果的影响;将低温热处理作为超声波清洗前处理手段,探究不同热处理温度和时间下电极材料的解离效果,采用扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)评估低温热处理对粘结剂的破坏程度,利用图像处理技术和X射线衍射(X-ray diffraction,XRD)检测评估低温热处理-超声工艺对电极材料解离效果和回收产物纯度。以100 W超声功率对负极片清洗300 s后,石墨完全从铜箔上脱离,铜和石墨的纯度均达到99.0%;以300℃对正极片低温热处理60 min,再以550 W的超声功率对正极片清洗20 min后,磷酸铁锂的回收纯度达到98.6%。

关键词： 化成工艺   SEI膜   荷电量   磷酸铁锂  

摘要： 不同的化成工艺会影响负极固体电解质界面膜（SEI膜）的形成，进而影响电池的性能。本文研究了三种不同荷电状态（SOC）的化成工艺对磷酸铁锂电池的极片形貌、首次效率、电池阻抗、高温存储和循环性能的影响。结果表明：化成荷电量62%SOC的时候，负极表面的SEI膜均匀致密、首次库伦效率90.26%最高、电池的直流内阻（DCR）和成膜阻抗最小，55℃存储容量保持率96.41%最优，45℃循环1731圈的容量保持率为81.52%，综合性能最佳。

关键词： 锂离子电池模组   热失控   热蔓延   模拟仿真   倒序蔓延  

摘要： 为厘清大容量磷酸铁锂（LFP）电池模组热失控产热-蔓延耦合机理及调控机制，以230 Ah的LFP电池串联而成的电池模组为研究对象，通过开展电池模组高温热滥用触发热失控的实验和数值模拟仿真研究，建立锂离子电池热失控模型，解析热蔓延过程中电池表面的温度分布特性、厘清单列电池模组端部和内部热失控触发的时序规律异同点：模组端部触发热失控为顺序蔓延；内部触发出现顺序+倒序蔓延现象。揭示电池模组热蔓延特性随模组数量和热失控触发位置变化的响应规律：触发热失控模组顺序蔓延，扩展列电池热量聚集出现倒序+顺序蔓延；模组内部触发热失控总用时2 600 s较端部触发热失控2 890 s快了约290 s。研究可准确预测锂电池模组内部热蔓延时序规律，为大容量LFP电池模组热安全防控措施的制定提供理论依据。