关键词： 锂离子电池   磷酸铁锂   磷酸锰铁锂   正极材料   LiMn_(0.6)Fe_(0.4)PO_(4)   前驱体   煅烧   碳包覆   工业化  

摘要： 采用共沉淀法和固相烧结法制备了一种杂质少、物相分布均匀、电化学性能优良的LiMn_(0.6)Fe_(0.4)PO_(4)/C(LMFP)复合材料。结果表明,该方法在脱去NH_(4)^(+)和H_(2)O的同时,抑制了Mn_(2)P_(2)O_(7)物相的产生,提高了LMFP的锂离子扩散速率。由LiMn_(0.6)Fe_(0.4)PO_(4)/C组装的锂离子电池展示了优异的电化学性能,1C下首次放电比容量145.5 mAh/g;5C下首次放电比容量111.9 mAh/g。该工艺简单、成本低,适合工业化生产,为设计高性能的商业化锂离子电池正极材料提供了可行性方案。

关键词： 四氟硼酸锂   人造石墨电池   三元材料电池   磷酸铁锂电池   电化学性能  

摘要： 锂离子电池电解质四氟硼酸锂由于具有良好的热稳定性,对环境水分不太敏感而成为锂离子电池电解质研究的热点。本文将四氟硼酸锂与人造石墨、三元正极材料、磷酸铁锂三种不同的电池材料装配成半电池,采用倍率、循环寿命、高低温电性能等测试,探讨四氟硼酸锂与这三种电池材料的适配性。通过测试发现LiBF4有良好的电化学性能,在三元材料、磷酸铁锂、人造石墨等常见的正负极材料体系中均能够使用,此外LiBF4更适用于磷酸铁锂电池。

关键词： 磷酸铁锂   锂离子电池   电芯   注液量   孔隙率   高温   静置时间   电性能   黑斑析锂  

摘要： 通过详细的理论计算,推导出LFP/230 Ah锂离子电池电芯孔隙率和极限饱和吸液量,并且通过试验设计进行验证。通过调整LFP/230 Ah锂离子电池电芯的一次注液量与不同高温下的静置时间来验证随后高温负压化成后电芯各项电性能参数受到的影响。测试及验证结果表明:随着一次注液后高温静置时间的延长,LFP/230 Ah锂离子电池电芯中游离态电解液量逐渐减少,而且在24 h后基本达到稳定状态;一次注液后随着高温静置时间的延长,电芯在化成过程中的温度逐渐降低,而且化成结束后的开路电压越来越高,分容容量有升高趋势,DCR有降低趋势,电芯满充后黑斑析锂位置点的数量减少,而且黑斑面积也逐渐缩小,但在SoC为0.6%下的K值筛选没有受到显著影响。

关键词： 磷酸铁锂电池   自放电筛选   电池荷电状态   K值  

摘要： 将磷酸铁锂-石墨作为正负极材料制备超大容量卷绕式单体电池(202 Ah),对比了两种化成工艺分别在100%电池荷电状态(SOC)和30%SOC下老化相同时间后的电池电压、压降以及K值变化情况。结果表明:在100%SOC老化阶段,电池K值分布均呈弥散状态,无法通过K值筛选自放电电池;经过100%SOC老化后,再经过30%SOC老化,电池K值散布较大,可在较快时间内准确地将自放电电池筛选出来,且首次充满电化成工艺的自放电筛选效果略优于二次充满电化成工艺的自放电筛选效果。

关键词： 轨道交通机房   后备电源   锂电池   并联构架   新旧混用   可靠性  

摘要： 在城市轨道交通电源机房内,蓄电池作为关键的后备储能电源,用于保障市电停电后对重要负载的供电,是机房内的核心设备。锂电池因其具备长寿命、环保、占地面积小等优势,在新能源汽车、储能等方面已得到大量安全应用,其作为轨道交通备用电源在轨交行业得到大量应用将会成为趋势。轨交用电池通常在200V直流及以上,常规锂电方案通过多锂电模块串联方案,使锂电池实现高压输入输出,但是当某个锂电模块故障时,电池系统不能对外供电,相对可靠性没有锂电模块并联系统高。本文介绍了一种基于磷酸铁锂电池储能的锂电储能系统,通过对电池管理系统的优化设计,使其具备常规电池管理及对电池双向升降压及变流的功能,通过DC/DC智能均衡器,可实现锂电模块在电池模块级即可输出200V或400V的电压,在电池系统中通过多个锂电模块的并联,来增加电池系统电量及功率,可满足不同功率及备电时长的要求;且通过采用这种并联构架,当一簇电池中有一到两个锂电模块故障,故障模块自动退出,电池系统还能对外进行供电,且电池系统支持新旧模块直接混用,可极大地提升后备电源供电的可靠性,提升运维便捷性。

关键词： 锂离子电池   调峰   液冷   有限元仿真  

摘要： 调峰是电池储能电站重要运行的工况,电池冷却对储能电站电池安全运行至关重要,本文对磷酸铁锂电池组在调峰工况下的液冷技术进行研究。首先对磷酸铁锂电池组在实际调峰工况下的产热以及电池的液冷冷却进行研究,建立磷酸铁锂电池组在调峰工况下的产热模型以及液冷冷却模型,其次对磷酸铁锂电池组在调峰工况下的液冷模型进行优化,通过有限元仿真分析,最后,采用调节冷却液流向以及合理调节流量等方式对液冷冷却进行优化。仿真与实验结果表明:合理设置不同冷却管冷却液流向可有效提高液冷散热的均温性,通过仿真温度云图的对比并创新地采用ΔT (最大温度与平均温度的差值)来体现不同方案均温性的优劣;增大流量虽然有助于降温,但液冷倍率达到2.0以上时,冷却效果增加有限,但能耗大大增加,通过仿真结果提出最佳的流量范围为1.5~2.0。本文所提方案均已通过实验验证,并在储能电站电池冷却进行实际应用。

关键词： 磷酸铁锂电池   输出电流   异常状态   扩展卡尔曼滤波技术   归一化   异常特征  

摘要： 为实现电池电流的高精度监测,提出磷酸铁锂电池在电力应用中输出电流异常状态监测方法。利用电流传感器采集磷酸铁锂电池输出电流信号并对信号进行转换,利用扩展卡尔曼滤波技术降噪处理并进行归一化,进而修正信号误差,提取电流异常特征,识别异常状态。实验证明,该方法的漏检率在1%以内。

关键词： 磷酸铁锂   废旧电池回收   正极材料   石墨   电极材料   选择性絮凝   浮选  

摘要： 针对废旧磷酸铁锂电池电极材料浮选过程中的夹带和夹杂导致分离效果不佳的问题,利用聚乙烯吡络烷酮(PVP)和聚丙烯酸(PAA)选择性絮凝强化废旧磷酸铁锂电池混合电极材料的浮选分离过程,并分析PVP和PAA与电极材料的作用机理。结果表明:先加入的PVP通过氢键作用选择性吸附在石墨表面从而抑制石墨自发的疏水性絮凝,同时通过位点阻断后加入的PAA在石墨表面的吸附,使PAA选择性絮凝LiFePO_(4);PVP和PAA的联合使用在有效分散石墨的同时使LiFePO_(4)正极材料表观粒径(D50)由15.01μm增至26.17μm,有效减少了LiFePO_(4)在混合电极浮选过程中的夹带损失,使LiFePO_(4)正极材料的浮选回收率由71.41%提升到83.59%。

关键词： 磷酸铁锂   锂离子电池   荷电状态(SOC)   高温老化   模组  

摘要： 锂离子电池荷电状态(SOC)和老化工艺对电池的存储性能以及模组电池的制备和性能具有重要影响。研究SOC对磷酸铁锂锂离子电池存储性能的影响。高温(60℃)长时间存储时,随着SOC降低,电池的产气变严重,负极上发生的副反应是产气的主要来源。在30%SOC下,电池处于产气较少的理想存储状态。在30%SOC下,通过调整45℃高温和常温老化时间对K值筛选工艺进行优化。高温老化有利于区分不同自放电速率的电池。模组充放电一致性测试表明,随高温老化时间的延长,模组充放电压差减小,电池一致性提高。实验结果为磷酸铁锂锂离子电池长期储存、运输和制备提供参考。

关键词： 磷酸铁锂   喷雾干燥   旋风分离   电化学   粒径  

摘要： 为了应对环境污染和气候变化、达成碳中和的目标,新能源汽车是低碳技术发展的主要方向。磷酸铁锂(LiFePO_(4))具有化学稳定性高、循环寿命长、理论比容量高(170 mAh·g^(-1))、环境友好和成本相对较低等优点,被认为是一种理想的锂离子电池正极材料。然而,纯相的LiFePO_(4)材料具有离子扩散缓慢和电子电导率低的缺点,减小粒径和包覆碳涂层是改善其缺点的有效方式。本研究通过喷雾干燥法和旋风分离方法制备了粒径分布可控且碳包覆均匀的微纳米球形磷酸铁锂材料。研究自行设计和制作了多级旋风分离装置,筛选出磷酸铁锂材料(LFP@C-X3)表现出优秀的电化学性能,在0.1C倍率下初次放电比容量为151.3 mAh·g^(-1),在0.5C倍率下100次循环后的放电比容量为132.6 mAh·g^(-1),容量保持率为97.9%。这归因于微纳米球形磷酸铁锂颗粒缩短了电子/离子的传输路径,增强了材料的导电性,有效提高了材料的电化学性能。研究结果表明,旋风分离方法可以有效控制磷酸铁锂颗粒的粒径大小和粒径分布,以此增强磷酸铁锂材料的电化学性能,具备一定的应用价值。