关键词： 材料分析   实践教学   结构表征   磷酸铁锂   纳米石墨  

摘要： 随着“双碳”目标的提出,新能源汽车的持续发展显得尤为重要。新能源汽车的核心部件为动力电池,动力电池性能的好坏与正极材料和负极材料的结构息息相关。本论文以《材料分析测试实验》课程为研究对象,以正极材料磷酸铁锂和负极材料纳米石墨的形貌和结构表征为例,探讨不同表征手段在正极材料和负极材料研究中的应用,以提高该课程在新能源材料与器件专业中的实践教学方法和教学质量。从而提高新能源材料与器件专业学生的培养质量,为培养社会所需的技术型人才奠定基础。

关键词： 退役锂动力电池   锂回收   磷酸铁锂   三元材料   碳酸锂  

摘要： 随着新能源汽车规模的持续增长,产生数量极大的富含锂等有价金属的退役动力电池,其回收和资源化利用可以降低固体废物对环境的影响和资源浪费,对能源和环境领域发展具有重要意义。退役动力电池成分复杂,锂资源回收包括拆解、破碎、分选、除杂、元素合成等复杂工艺,回收效率较低。为了退役动力电池的高效回收及实现有价金属锂的高值利用,分别对传统的物理处理、化学处理及新兴的电极材料直接修复技术的研究进展进行了总结。综述了锂元素提取与电池级碳酸锂的制备方法,如重结晶法、苛化法、电化学法和碳化法,并对退役动力电池中锂回收及电池级碳酸锂的制备提出展望。

关键词： 启动电池   低温性能   三元电池   磷酸铁锂  

摘要： 通过低温放电和低温冷启动测试,对比验证磷酸铁锂24 V启动电池和三元24 V启动电池的低温性能,主要试验内容为常温及低温-30℃放电能力测试,低温-20℃及-30℃模拟整车工况冷启动测试。试验表明,低温-30℃磷酸铁锂电池放电容量保持率为80.43%,三元电池放电容量保持率为87.4%,三元电池低温放电能力优于磷酸铁锂电池;低温冷启动过程中,三元电池放电末端总电压及单体电压更高,其低温冷启动性能优于磷酸铁锂电池。

关键词： 锂离子电池   高功率性能   压实密度   颗粒粒径  

摘要： 高功率性能是锂离子电池(LIBs)的核心竞争力之一，但是其关注焦点聚集在正负极材料的形貌、结构等而忽视了LIBs的设计及工艺协同作用。基于此，本文选择了功率性能较好的磷酸铁锂（LFP）和石墨，研究了正负极材料压实密度以及颗粒粒径的匹配性。结果表明，颗粒粒径更小方案的倍率循环寿命最高，可达900次。

关键词： 废旧磷酸铁锂   硫酸   浸取   动力学   回收   动力学模型  

摘要： 采取有效方法回收利用废旧磷酸铁锂中的有价组分对环境保护和资源循环具有重要意义。大量退役的磷酸铁锂电池,现有研究大多只针对其中锂的选择性浸出,并未考虑其他元素(如铁、磷、铝、铜等)的浸出行为紧密相关的问题。本文对废旧磷酸铁锂粉料的硫酸浸出过程进行了条件优化和宏观动力学研究,系统探究了温度、酸料比及反应时间对铁、磷、锂、铝和铜元素浸出过程的影响规律,讨论了以上元素浸出的宏观动力学。结果表明:优化条件下铁、磷、锂、铝和铜的浸出率分别为97.2%、96.9%、89.7%、76.1%和43.4%。其中,铁、磷、锂和铜的浸出符合内扩散模型,受扩散反应控制;铝的浸出符合混合控制模型,受扩散反应和化学反应协同控制。根据动力学模型拟合得出铁、铝和铜浸出的表观活化能分别为8.20kJ/mol、34.11kJ/mol和11.49kJ/mol。本研究明晰了废旧磷酸铁锂中各元素的浸出动力学,为元素的选择性浸出提供理论指导。

关键词： 光伏电站   磷酸铁锂电池   控制策略   容量配置  

摘要： 储能系统能够有效平抑光伏发电出力的波动性,为了最大化光伏电站与储能系统联合运行的收益,研究了储能电站的运行控制策略和容量配置优化。依托甘肃某100 MW光伏项目储能电站建立运行策略分析模型,在电化学储能参与不同电力调频辅助服务的多种场景下,分析了光储联合运行的经济性。结果显示,储能电站同时参与价格套利服务和调频服务市场可显著提升收益;其次,基于最佳运行策略,对储能电站额定功率和最大连续储能时长进行敏感性分析,采用NSGA-Ⅱ算法及TOPSIS算法,以储能电站年运行成本最低为目标建立了储能容量配置优化模型;最后,通过计算得出最佳配置功率及最大连续储能时长分别为30.99 MW和4.52 h,此时日均收益为23.6万元,初始投资成本为14 503.3万元,投资回收期为4.56 a。

关键词： 磷酸铁锂电池   储能电芯   方型铝壳   热失控   短路   过充  

摘要： 对储能125 Ah方型铝壳的寿命初始及寿命终止时的安全性进行对比,选取热失控、短路测试、过充测试3个项目作为研究内容。结果显示,对常温循环8000次后的3颗电芯做热失控测试,热失控阶段所释放的热量与寿命初始时热失控所释放热量相当,至热失控最高温度点所需时间更长且温度曲线一致性更好,寿命终止时的短路电压电流波形变化一致且有次高点出现,主要原因是温度升高后的浓差极化降低所致,寿命终止时过充所达到目标电压的时间更短,且有出现电芯热失控的情况。安全特性研究为电池设计与开发提供了理论和实验依据,为高安全、高可靠性、高质量产品应用奠定了基础。

关键词： 磷酸铁锂   形貌   压实密度   容量   倍率性能   一次颗粒  

摘要： 以磷酸铁、碳酸锂和葡萄糖为原料,利用高温固相法合成得到不同颗粒形貌的磷酸铁锂,研究了不同颗粒形貌对其性能的影响。采用了扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、压实密度及恒流充放电测试材料的性能。结果表明:片型磷酸铁锂具有良好的充放电容量,大小颗粒混合的类球形磷酸铁锂具有良好的综合性能。其中片型磷酸铁锂0.2 C倍率下放电容量为163.11 mAh·g^(-1);大小颗粒混合的类球形磷酸铁锂,一次颗粒尺寸400~1000 nm的占比20%~30%、50~300 nm的占比60%以上,同样的制浆条件下,其浆料固质量分数为59.5%,极片压实密度为2.54 g·cm^(-3),0.2 C倍率下放电容量为159.11 mAh·g^(-1)。

关键词： 新能源汽车   DC/DC变换器   必检项目   动力蓄电池   磷酸铁锂电池   新能源车   温度限制   模式创新  

摘要： 近日,我国首部专门针对新能源车的安全检测标准《新能源汽车运行安全性能检验规程》(以下简称《规程》)正式发布,将于2025年3月1日正式实施。《规程》中明确规定了多个必检项目,重点关注动力蓄电池、电气系统和驱动电机的安全性。具体来说,动力蓄电池的充放电温度限制为磷酸铁锂电池不超过65℃,三元锂电池不超过60℃。此外,驱动电机的温度不得超过175℃,而电机控制器和DC/DC变换器的温度则不得超过95℃。这些严格的安全检测标准旨在降低新能源汽车在使用过程中的安全隐患,保障消费者的生命财产安全。

关键词： 磷酸铁锂电池   过度充电   容量衰减模型   电压微分曲线   活性锂损失  

摘要： 选取了作为典型储能电池单体的商用磷酸铁锂/石墨电池为研究对象,探究其在不同充电截止电压(3.65、4.20、4.40、4.60和4.80 V)下的过充循环性能演变特性。通过构建电池容量衰减模型,分析了磷酸铁锂电池在不同程度过充循环下的容量衰减情况。进一步借助电压微分曲线(DV)无损分析,同时结合关键电极材料的微观形貌表征和元素分析,对磷酸铁锂电池过充循环下的容量衰减机理进行了深入研究。结果表明,过充电压越高,电池容量衰减越快。特别是在4.60 V过充循环时,平均容量衰减速率达到了每循环0.232‰,是正常循环下的3.1倍。