关键词： 锂离子电池   磷酸铁锂   热工装备   锂离子二次电池   锂电池   钴酸锂   氧化锂钴   锰酸锂   石墨负极   咸阳陶瓷研究设计院  

摘要： 咸阳陶瓷研究设计院热工装备中心,隶属于中国建筑材料集团公司。我中心以雄厚的科研实力为依托,一直致力于各种窑炉热工装备的科研设计、加工制造、安装调试及技术咨询等一体化服务。我中心引进国外先进技术,以客户需求为出发点,研制的粉体干燥煅烧系列回转炉、网带炉、推板炉、管式炉、井式炉、梭式窑等广泛应用于锂离子电池材料(磷酸铁锂、锰酸锂、钴酸锂、三元、石墨负极等)、稀土材料、活性炭、化工催化剂材料、磁性材料、粉末冶金材料等。

关键词： 锂离子电池   正极材料   磷酸铁锂   修复再生   电化学性能  

摘要： 相对于传统电池，锂离子电池具有较高的能量密度，被认为是电动汽车首选的动力电池。本文对特殊形貌的LiFePO4/C材料的制备及其电化学性能开展了相应的研究。 以自制的β-FeOOH纳米棒为原料，采用水热法制备出具有特殊形貌的Fe5(PO4)4(OH)3·2H2O微米花，研究了反应时间对产物形貌的影响。进一步掺以锂源，通过碳热还原法制备出LiFePO4/C微米花。电化学实验结果表明，在0.1C倍率下，其放电比容量为156mAh g-1，当倍率提高到10C和15C时，仍具有70和56mAh g-1的放电比容量。在1C倍率下经过100次循环后，它的放电比容量几乎没有任何衰减。 此外，以自制的FePO4·2H2O纳米颗粒作为前驱，采用溶剂热法制备出由厚度仅有10nm的纳米片自组装而成的多级LiFePO4微米片，并且暴露出较大的ac面，其厚度方向为b轴方向。研究了反应溶剂对产物形貌的影响，通过调控溶剂中水含量，制备出形貌截然不同的，直径约为8μm的LiFePO4微米花。并对它们进行碳包覆改性，研究其电化学性能。结果表明，在0.1C倍率下，LiFePO4/C微米片的放电比容量为157mAh g-1，当倍率提高到10C和20C时，仍具有100和81mAh g-1的放电比容量。与制备的LiFePO4/C微米花材料相比，LiFePO4/C微米片具有更高的比容量和更好的倍率性能，这主要归功于它的特殊形貌。 最后，我们将经过1500次循环的废旧动力LiFePO4电池正极材料进行回收处理，重新制成电极片，以金属锂片为负极与其组装成半电池，通过充放电让负极的锂补充到正极材料中，进行电化学补锂，实现修复再生。实验结果表明，修复再生后的电极片在0.1、10和15C倍率下的放电比容量分别为150、79和50mAhg-1，远高于废旧电极片。将修复再生后的电极片与人工石墨负极片组装成全电池，0.1C下首次放电比容量为133mAh g-1，高于待修复电极片的114mAh g-1。

关键词： 锂离子电池   正极材料   FePO4   LiFePO4/C   LiFePO4/G/C  

摘要： LiFePO4材料因其循环性能好、安全性能高和热稳定性好的特点备受关注,人们一直致力于改善其导电性能差这一问题。本文使用水热法制备了 FePO4,再以FePO4为前驱体,使用碳热还原法制备了 LiFePO4/C,并对材料进行掺杂改性,最后对材料进行了物理与电化学性能的表征测试。利用两步法合成制备了 LiFePO4/C材料,通过XRD、SEM、TG/DSC、红外等手段对材料的结构和形貌进行了表征。研究了水热时间、溶液浓度、溶液pH值、Fe/P比和煅烧温度对FePO4前驱体结构形貌的影响,并得到了最佳的合成工艺。在合成FePO4前驱体工艺成熟的基础上对前驱体进行掺石墨烯,以改善以FePO4前驱体为原料制备的LiFePO4/C的导电性;对不同Li/P比制备的LiFePO4/C进行了电化学性能测试,得出当Li/P比为1.02时材料的性能最好。由于碳包覆改善了材料的导电性使得LiFePO4/C材料具有较好的电化学性能,在0.1 C倍率下首次脱锂比容量能达到130 mAh·g-1在5 C倍率下脱锂比容量减小至100 mAh·g-1,在10 C倍率下脱锂比容量减小至80 mAh/g。循环性能显示材料具有良好的循环稳定性。经过掺石墨烯改性后,材料的脱锂比容量在不同倍率下均有显著提高。同一倍率条件下充电平台降低,放电平台升高,具有良好的循环性能。

关键词： 电池管理系统   MC9S12XS128   MFC   SOC估算  

摘要： 随着电子技术的不断发展，无论是手机、电脑、相机等小型设备，还是电动车、飞机等大型设备对锂电池容量寿命等性能要求越来越高。可充电电池的发展从铅酸蓄电池发展到镍镉镍氢电池，直到1991年锂电池问世并商业化生产。随着锂电池的不断发展，容量大、电压高、循环性能好等优越性能使得锂电池脱颖而出，成为最具有推广价值的电池。然而由于锂电池其固有特性和生产工艺等原因，电池具有自放电、充放电不均匀，安全隐患等问题。针对这些问题，本文对电池管理系统的信息采集、控制和存储等方面进行了设计与软件实现，从而达到克服锂电池的缺点，发挥其优势的功能。 本文所述的电池管理系统以MC9S12XS128单片机为管理核心，通过温度采集、电压采集、电流采集、绝缘度检测等获取电池组信息；通过电压电流等信息对电池容量进行估算以及电池均衡控制，最后对电池组状态进行综合判断，电池组处于危险状态时及时报警甚至切断电池组。论文主要包括以下内容： 首先，论文阐述了磷酸铁锂电池和锂电池管理系统的国内外研究现状，分析了磷酸铁锂电池的工作原理。在此基础上，论文结合电池管理系统课题的实际需求提出了总体设计方案。 然后，论文详细讲述了上位机和下位机的软件设计及运行流程。上位机软件通过MFC编程实现电池管理系统的参数界面设计；结合CAN接口卡驱动编程，实现电脑和电池管理系统之间的通信。下位机软件通过CodeWarrior进行单片机编程和在线调试，通过二分法查找和线性插值计算电池温度，汇编精确模拟SPI时序采集电池电压，霍尔传感器近似线性关系和偏移校正获取充放电电流，安时积分法计算电池剩余容量SOC并结合电压容量特性表进行校正，最后综合各项信息判断电池组状态，采取均衡、报警、切断或恢复等操作，实现有效管理电池组的目的。 最后，论文对电池管理系统功能进行了分析与验证。系统测试结果表明，本系统不仅能够有效管理磷酸铁锂电池组，而且参数可调、软硬件可升级，系统具有很大的推广价值和广阔的市场前景。

关键词： Lithium compounds  

摘要： The lithium diffusion in nanostructured olivine LiFePO4 has been investigated for the first time using muon spectroscopy (mSR). A microwave-assisted approach has been employed for nanoparticle preparation, where the choice of solvent is shown to play an important role in determining particle morphology and crystal chemistry. Two phases have been obtained: Pnma LiFePO4 and the high pressure Cmcm phase. The Li+ diffusion behaviour is strikingly different in both phases, with DLi of 6.25 x 10(-10) cm(2) s(-1) obtained for Pnma LiFePO4 in good agreement with measurements of bulk materials. In contrast, Li+ diffusion is impeded with the addition of the high pressure Cmcm phase, with a lower DLi of 3.96 x 10(-10) cm(2) s(-1) noted. We have demonstrated an efficient microwave route to nanoparticle synthesis of positive electrode materials and we have also shown mSR measurements to be a powerful probe of Li+ diffusion behaviour in nanoparticles.

关键词： 电池管理系统   磷酸铁锂电池   电池健康状态(SOH)   LMBP  

摘要： 进入新世纪以来，非再生能源紧张和环境污染带来的问题日益突出，发展电动汽车逐渐成为世界各国加快推进交通能源战略转型的重要措施。锂离子电池是电动汽车的主流动力源，其性能状态直接表征了电动汽车的大部分性能指标。作为电池的重要性能指标，电池健康状态影响到电动汽车的安全性和经济性等性能，因此必需对动力电池的健康状态进行监控。 利用自设计电池测试系统，以26650型磷酸铁锂动力电池作为实验对象，建立了基于神经网络的电池健康状态估算模型，准确地估算了电池的健康状态，为电动汽车的行驶提供了安全保证。主要研究内容包括以下几个方面： (1)分析锂电池的内部结构、工作原理和电池在使用过程中容量衰减的原因，研究电池的温度、自放电倍率、开路电压和电池内阻对电池健康状态的影响。 (2)介绍电池的四种建模方法：电化学模型、经验模型、等效电路模型、人工神经网络模型，分析四种方法在模型复杂度、模型准确性和实用性方面的优缺点，选定人工神经网络为建立电池模型的方法。 (3)建立基于LMBP的电池健康状态估算模型，设计神经网络的结构、传输函数和神经元数目，并编写MATLAB仿真程序；对26650型磷酸铁锂电池做循环充放电实验，将参数数据输入到模型中学习。另外对30节同型号不同健康状态的电池进行健康状态估算，对观测值和估算值进行比较分析。 (4)搭建电池测试平台，包括系统的硬件部分和软件部分，硬件部分包括主控及其外围模块、参数采集模块、充放电控制模块、通信接口模块和电源模块；软件部分包括下位机程序的编写和上位机软件的设计，并通过虚拟端口软件实现上位机软件与MATLAB软件的通信，最后对估算模型进行了实际试验验证。

关键词： 锂离子电池   磷酸铁锂   电解液   宽温度性能   锂盐   溶剂  

摘要： 摘要：电解液是锂离子电池的主要组成部分,对电池的温度特性有着重要影响。较窄的应用温度范围是制约现有锂离子电池系统广泛应用的重要因素。本文从电解液的组成部分锂盐和溶剂入手,采用四氟硼酸锂(LiBF4)-二草酸硼酸锂(LiBOB)和双三氟(甲基磺酸)亚胺锂(LiTFSI)-二草酸硼酸锂(LiBOB)两种混合锂盐,以及添加低温溶剂丁酸甲酯(MB)来改善磷酸铁锂/石墨(LiFePO4/AG)锂离子电池的宽温度性能。采用恒流充放测试研究了LiFePO4/Li、 LiFePO4/AG电池在不同温度下的电化学性能,借助热重分析(TGA)、循环伏安测试(CV)以及交流阻抗测试(EIS)对电化学性能的改善机理进行了分析。获得的主要研究成果和结论如下： (1)混合锂盐LiBF4-LiBOB和LiTFSI-LiBOB具有良好的热稳定性,能在铝箔上形成钝化膜,即含这两种混合锂盐的电解液可用于锂离子电池。同时含这两种锂盐的电池能够在较宽温度范围(-40℃-65℃)工作,且具有比单一LiPF6基电解液具有更优异的宽温度性能。 (2)添加适量的MB溶剂可以有效地提高电解液的电导率,从而低温下能发挥优异的性能,-40℃的放电容量可以达到常温时容量的60%。同时,MB的引入对电池的常温放电容量影响不明显,对电池的高温性能影响也不大。 (3)含LiTFSI-LiBOB混合锂盐和MB溶剂的电解液在18650型LiFePO4/AG全电池中表现出了良好的性能,在低温下具有较高的放电容量,0℃放电容量达到了常温容量的91.4%,并且具有良好的常温和高温循环性能以及高温荷电保持能力,是宽温度范围电解液的一种优良选择。

关键词： 磷酸铁锂电池   深圳市   控制器   调节器   电池模块   电池组   电池系统   智能电池   电池材料   电池管理系统   有限公司  

摘要： 简介深圳市欧赛科技有限公司(简称"欧赛科技")成立于2008年6月,是一家专业提供磷酸铁锂电池、电池组、电池管理系统和能源解决方案等产品和服务的民营高科技企业。其生产基地位于"世界水电之都,中国动力之肺"、全国第三大矿区、五大磷矿基地之一的湖北省宜昌市,拥有从上游电池材料到下游能源解决方案垂直一体化的产业链优势。欧赛科技拥有一支具有10多年行业经验的研发、工程和管理团队,知识结构互补,建立了科学的管理和运营机制。欧赛科技还建立了完整的质量

关键词： 电动汽车   磷酸铁锂动力电池组   均衡系统   控制策略  

摘要： 电动汽车的发展可以有效地改善环境质量，磷酸铁锂动力电池组作为电动汽车的可靠动力源，其性能及成本等因素将决定电动汽车的实用性。在工作过程中，磷酸铁锂动力电池的不一致性在经过多次的充放电循环后将越来越严重，若不对其进行有效干预将造成电池组中个别电池单体的过充电或过放电，损坏单体电池的同时，大大降低了整个电池组的性能及寿命，增加了电动汽车的使用成本，甚至引发电动车的自燃事故。因此，如何保证磷酸铁锂动力电池组的均衡充放电对实现电动汽车的产业化起到了至关重要的作用。 本论文针对上述问题，通过深入研究现有磷酸铁锂动力电池组主动均衡技术，根据实际情况，设定合理的均衡目标，总结基于DC-DC变换的主动均衡方案，提出了两种改进的主动均衡控制策略。然后对该方案进行理论研究与分析，最后利用仿真及实验对其进行验证。 论文的主要工作分为两个部分。第一部分通过分析目前流行的均衡主电路的结构特点，从中挑选出性能优异的拓扑结构作为研究的基础。第二部分根据现有均衡控制策略的局限性，为了实现动力电池组大电流工况下可同时实现均衡，提出压差查表法均衡控制策略;针对均衡电量转换过程可能存在多次充放电过程，提出基于动态均衡点的均衡控制策略，分别利用这两种控制策略对均衡主电路的参数进行了优化设计，并完成了仿真及实验。 仿真结果证明本论文提出的两种均衡控制策略可以有效的提高磷酸铁锂动力锂电池组主动均衡系统的性能。与其它均衡系统相比，采用本均衡策略可以更快速、更高效的完成均衡任务，特别是采用基于动态均衡点的控制策略时效果更优越。同时，由于采用FPGA与MCU组合的控制电路，若结合分级均衡方式，可以有效的扩展成为大量电池串联条件下的均衡系统。

关键词： 磷酸铁锂电池   快速充电技术   快速充电方法  

摘要： 本文基于磷酸铁锂电池，介绍了磷酸铁锂电池作为电动车电池的优点和磷酸铁锂电池的充电特性，介绍了快速充电技术的进展，详细介绍了各种基于磷酸铁锂电池的快速充电技术。