关键词： 热失控   产气特性   过热   LFP电池   定容试验罐   爆炸下限  

摘要： 锂离子电池热失控会产生大量可燃气体，在封闭空间积聚后遇点火易发生爆炸，造成重大财产损失和人员伤亡。为进一步厘清磷酸铁锂（LFP）储能电池在热激源下的热失控产气规律，采用加热板直接加热的方式展开热传导作用下53 Ah方壳电池的热失控实验，分析热失控过程中电池温度、电压变化规律与产气特征，同时利用傅立叶红外气体分析仪（FTIR）采集LFP电池模组热失控蔓延过程中的产气组分与含量。研究结果表明，LFP电池热失控的产气过程经历3个阶段：开阀产气、热失控剧烈产气和热失控缓慢产气。其中，开阀产气阶段形成的平均压力上升速率最大，热失控剧烈产气阶段产生的热失控气体量最大，热失控总产气量为64 L。气相色谱仪分析结果显示，LFP电池热失控产生的气体主要由H2、CO、CO2及烃类组成，其中H2和CO的含量占比分别为56.3%和12%;热失控气体的爆炸下限为4.8%,与CH4相当。FTIR测试结果显示，电池热失控初期逸出气体无明显时序特征，最先逸出的气体为CO、烃类和苯系物等。

关键词： 废旧磷酸铁锂黑粉   火法回收   湿法回收   直接修复再生  

摘要： 随着新能源汽车的迅速发展，大量的磷酸铁锂电池被应用于新能源领域。由于电池的寿命有限，必然会产生大量的废旧磷酸铁锂电池。然而，废旧磷酸铁锂电池具有一定的危害性，若处置不当会对环境造成影响。对废旧磷酸铁锂电池合理回收，可实现有价金属的回收利用、避免资源浪费。本文综述了国内外废旧磷酸铁锂电池回收的研究进展，包括火法冶金、湿法冶金、直接修复再生等工艺路线及其效果。

关键词： 新能源车   废旧磷酸铁锂电池   失效原理   处理方法  

摘要： 废旧磷酸铁锂电池的回收处理对于环境保护和资源利用具有重要意义。本文对磷酸铁锂电池的失效原理和回收处理进行研究。一方面，详细分析了磷酸铁锂电池的正负极、电解液和隔膜的失效原因，探索了磷酸铁锂电池的失效机理。另一方面，针对磷酸铁锂电池的物理特征分别阐述了废旧磷酸铁锂电池中正负极、电解液和隔膜的处理方式和方法。

关键词： 磷酸铁锂电池   荷电状态估算   金豺优化算法   交互式无迹卡尔曼滤波   均衡  

摘要： 在新能源车辆快速发展的背景下,动力锂离子电池作为其主要能源来源,其高效、安全和稳定的运行是确保车辆性能的核心。荷电状态(SOC)作为新能源车辆剩余容量的表征参数,不仅直接反映了续航里程,还对使用安全和延长电池使用寿命起着至关重要的作用,它的准确预估可以保障电动汽车的安全可靠性。本文针对复杂环境下电池SOC难以精确估算的问题,将金豺优化算法(GJO)与遗忘因子递推最小二乘法(FFRLS)相结合提出了改进遗忘递推最小二乘法的电池参数辨识方法,并结合交互式多模型无迹卡尔曼滤波(IMMUKF)算法,估算电池SOC。本文的主要内容如下: (1)根据动力电池特性构建电路模型,并对电池模型的状态方程进行了离散化推导,得出离散化状态方程。同时,搭建了电池测试平台,依据国家标准完成OCV-SOC电池标定实验以及动态工况下的测试实验。通过Matlab对实验数据拟合,并确定了8阶SOC-OCV函数关系式。 (2)分析了遗忘因子对基于最小二乘法的参数辨识精度的影响,并在金豺优化算法的基础上提出了改进遗忘因子递推最小二乘法。通过在高温(45℃)和常温(25℃)条件下,利用动态应力测试(DST)和美国联邦城市运行工况(FUDS),对比了模型输出端电压与参考端电压的误差,从而验证了模型参数辨识的精度。 (3)在改进遗忘因子递推最小二乘法参数辨识结果的基础上,结合交互式多模型无迹卡尔曼滤波(IMMUKF)算法进行SOC估算。通过利用DST和FUDS两种动态工况对电池SOC进行了仿真分析,结果表明,IFFRLS-IMMUKF联合算法在精度和适应性方面表现出较好的性能。 (4)针对锂离子电池组在使用过程中各单体锂电池SOC不一致的问题,基于IFFRLS-IMMUKF联合算法对磷酸铁锂电池的SOC进行估算,并通过相关均衡策略对电池包进行了均衡实验验证。实验结果表明,该方法能够有效解决电池SOC不一致的问题,证明了其有效性。

关键词： 磷酸二氢铵   磷酸氢二铵   磷酸铁锂   正极材料  

摘要： 为降低锂离子电池正极材料磷酸铁锂(LiFePO_(4))的生产成本,探索选择合适的肥料级磷酸铵为磷源制备LiFePO_(4)正极材料。分别以分析纯NH_(4)H_(2)PO_(4)和(NH_(4))_(2)HPO_(4)为不同磷源,采用原位聚合-共沉淀法制备FePO_(4)前驱体,碳热还原法制备LiFePO_(4)/C。通过XRD、SEM、FTIR、氮气吸脱附测试等表征方法和电化学测试手段对所制备的LiFePO_(4)/C进行性质和性能研究。结果表明,以NH_(4)H_(2)PO_(4)为磷源制备的LiFePO_(4)/C材料具有较好的电化学性能和较高的振实密度,在0.1C下的首次放电比容量为150.86mAh/g,不同倍率下的放电比容量分别为150.86(0.1C)、146.20(0.2C)、138.93(0.5C)、130.35(1C)、118.83(2C)、101.48(5C)mAh/g,振实密度为1.02g/cm^(3)。因此,NH_(4)H_(2)PO_(4)更适合作为磷源制备LiFePO_(4)正极材料。以肥料级NH_(4)H_(2)PO_(4)为磷源制备了LiFePO_(4)/C,其首次放电比容量为82.60mAh/g,经初步除杂后首次放电比容量为130.63mAh/g。

关键词： 磷酸铁锂电池   锂离子电池   自放电  

摘要： 当电池发生自放电行为时,会造成系统内部电池间SOC差异变大,可能造成电池的过充电和过放电,影响系统容量发挥。本文研究了磷酸铁锂电池充电电压和搁置后电压关系,选取特定SOC状态电池,研究其在常温(25℃)和高温(45℃)下的电压降规律。同时对比电池电压和容量的微分曲线(dV/dQ-S O C),并对实验电池进行了批量验证和持续跟踪,得到具备指导生产应用的自放电筛选工艺条件。

关键词： 膜分离技术   磷酸铁锂   废水处理  

摘要： 膜分离技术凭借自身的选择透过性特点,再借助外力的推动作用实现对混合物的分离与提纯,以此达到对废水的处理目标。通过将膜分离技术合理应用到磷酸铁锂材料废水处理过程中,便能够有效提升磷酸铁锂材料的废水处理效果,从而更好地的满足社会经济的发展需要。本文通过阐述膜分离技术的基本原理,提出膜分离技术的分类,再根据实际情况指出膜分离技术在磷酸铁锂材料废水处理中的应用路径,旨在保证磷酸铁锂材料废水处理的实效性。

关键词： 废旧锂离子电池   磷酸铁锂   三元正极材料   锂离子电池回收   高值化利用  

摘要： 锂离子电池因其能量密度高、循环寿命长等独特优势,已成为移动电子设备与电动汽车的主要电源之一。然而,锂离子电池在正常使用和梯次利用报废后,若未能合理处置,将导致巨大的资源浪费和严重的环境污染问题。目前,废旧锂离子电池正极材料的传统闭环回收方法主要包括直接再生、火法回收和湿法回收,这些方法主要是将废旧电池正极材料中的有价金属回收并再生用于电池工业。同时,关于废旧锂离子电池正极材料非闭环高值化的研究也大量涌现。然而,由于相关研究分化程度高、隔离性强,缺乏对废旧锂离子电池正极材料有价金属的传统闭环回收与非闭环高值化研究现状和前景的系统性整理和评价。为弥补该不足,系统论述了废旧磷酸铁锂与三元正极材料有价金属的闭环回收处理现状,以及废旧锂离子电池正极材料有价金属非闭环转化为其他储能装置的电极材料或环境功能材料的潜力,并从产业角度对2种不同回收模式的工艺和产品性能进行了比较和评价。在此基础上,简要概述了废旧锂离子电池正极材料闭环回收与非闭环高值化利用相关的挑战与发展趋势,为废旧锂离子电池正极材料的合理处置提供了重要参考。