关键词： 太阳能   光伏储能系统   锂离子电池   磷酸铁锂   低温电化学性能   倍率性能  

摘要： 太阳能光伏储能系统的发展，其系统的储能技术引起广泛关注。其中化学储能技术中，锂离子电池功率和能量密度高，对于太阳能光伏储能系统来说是非常重要的。而锂离子电池经常受限于温度影响，低温下锂离子电池电化学性能下降，降低了系统能量转化效率。因此研究锂离子电池低温电化学性能是对于光伏储能系统具有极其重大意义。本文针对锂离子电池低温电化学性能以及光伏储能系统进行了研究，可分为两部分：\n 1.研究不同溶剂配比电解液1.0M LiPF6-EC/PC/EMC在-40℃-25℃的电化学性能，分析得出电解液电导率很大程度上依赖电解液的成分和有机溶剂的比例。PC和EMC可以作为一种有效降低电解液凝固点共溶剂，有效拓宽了锂离子电池温度范围.电解液1.0M LiPF6/EC-PC-EMC在常温和低温下都有较高电导率、良好的循环性能、倍率性能和较高容量保持率等，但其性能最好成分是PC体积百分比为11％的电解液，并且电解液中PC体积百分比不要超过33％。阻抗分析表明电解液1.0 M LiPF6/EC-PC-EMC(1:0.5:3)在低温下有较高电导率，在电极上SEI膜电阻小，成膜性能好。\n 2.设计并组装太阳能光伏储能系统，对磷酸铁锂锂离子蓄电池进行充放电测试.在杭州市区冬季和6月份的梅雨季节不适应使用太阳能光伏储能系统，对电池使用寿命不利.并且190 w的太阳能光伏储能系统，在一天充电时间为5-7个小时后，能够产生100-300W能量，一个月产生1000-4000W能量。该系统延长了太阳能光伏储能系统的蓄电池维护更换周期及使用寿命，提高了整体可靠性，优化了充放电方式。

关键词： 1-D Nano Rod   beta-MnO2   LiFePO4/C   Hydrothermal Synthesis   Lithium ion battery  

摘要： Nano structure beta-MnO2 is successfully prepared via hydrothermal method, and dopes with LiFePO4/C composite compounds. The presence of the beta-MnO2 doping is ascertained with the pine needle liked nano rods mixed with LiFePO4/C particles by scanning electron microscopy (SEM). The doped beta-MnO2 does not affect the crystal structure of the LiFePO4 core, as determined by X-ray diffraction (XRD). The beta-MnO2 doping can remarkably improve the interfacial resistance and the electrochemical performance of the cell. The beta-MnO2 doping LiFePO4/C has a high discharge capacity of 165 mAh g(-1) at C/10. This improvement may be due to the amelioration of the electrochemical dynamics on the LiFePO4 electrode/electrolyte interface resulting from the effects of the 1-D nano rod structure beta-MnO2.

关键词： 锂离子电池   碳热还原法   碳包覆   电化学性能   掺杂改性  

摘要： 磷酸铁锂与其他正极材料相比因具有原料价格低廉、循环性能优良、无污染等特点,是一种有着非常良好发展前景的锂离子电池正极材料。但其本身存在着电子电导率和离子扩散速率低的缺点,所以改善其电导率和锂离子扩散速率从而提高材料的电化学性能是本研究的关键。本文主要采用碳热还原法制备LiFePO4/C正极复合材料,对上述问题进行有效的探索分析。通过XRD、SEM等手段对制备的正极材料进行结构、形貌和物理定性分析研究,并结合恒流充放电等测试手段分析LiFePO4/C正极复合材料的电化学性能。研究了碳源对合成产物的结构和电化学性能的影响。结果表明碳源对材料的性能有很大的影响,当以聚乙二醇6000(PEG6000)为碳源,且加入量为n(Fe):n(C)=1:2时,材料颗粒均匀,碳包覆效果好,且表现出优异的的电化学性能,0.1C、1C和5C放电比容量分别为148、140和99.5mAh/g。在确定了碳热还原法制备LiFePO4/C正极复合材料最佳工艺参数的基础之上,通过高价金属氧化物(Nb205)进行掺杂改进,形成晶格缺陷,改善材料的导电性和锂离子扩散能力,以进一步提高其电化学性能。结果表明,在 Li1-5x-aNbxFePO4/C(x=0.005,0.01,0.015)正极复合材料中,当x=0.01时掺杂效果最佳,0.1C、1C和5C的放电比容量分别为 151.6mAh/g、143.2mAh/g 和 114mAh/g。本文还通过水热法制备LiFePO4,并在水热法的基础上进行碳包覆处理。研究了不同的水热合成温度对材料性能的影响,结果表明170℃水热条件下合成的样品经碳包覆后形貌规则,大小均匀,且表现出较好的电化学性能,在0.1C、1C和5C的放电比容量分别137.7mAh/g、125mAh/g 和 95.1mAh/g。

关键词： 动力电池   数字化   模糊控制   均衡控制  

摘要： 锂离子动力电池以其高能量密度、高可靠性、不污染环境等优点逐渐成为近年来的研究热点。锂离子动力电池组由大量单体电池经串、并联组合而成，但在其制造过程中由于制造工艺、电池材质、内阻及环境温度等差异将会导致电池组内部单体电池串之间出现电压不均衡现象。这种不均衡性必然会在电池组的使用过程中导致电池组寿命的缩短甚至造成损坏，因此对于动力电池组均衡控制研究的意义不言而喻。 现有均衡控制方法大多采用开关电容、旁路电阻、变换电路等方式直接对动力电池组中单体电池进行均衡控制，这些方式具有结构简单、成本低廉等优点。由于动力电池组是由大量单体电池经过串、并联方式组合而成，其内部电气特性极其复杂，导致均衡过程具有时变性、非线性及不确定性等特点，因此上述方法存在着明显的缺陷，即不能对动力电池组进行精确的均衡控制，也不能进行均衡算法的进一步优化。 鉴于此，本文以MOSFET作为逆变功率开关管，选用半桥逆变拓扑结构，搭建了中小功率电池均衡器。采用数字控制技术，设计以C8051F020单片机为核心的控制系统，利用C8051F020单片机对采样信号进行处理，实现对电池均衡的闭环控制，并在此基础上设计了均衡控制算法。将动力电池组的复杂均衡控制问题简化为基于能量闭环控制模型的模糊控制问题。模糊控制采用双输入单输出的控制结构，即将单体电池串最大不均衡度E及动力电池组负载电流I作为控制输入，将用于驱动半桥拓扑电路中功率开关管的驱动信号的占空比U作为控制输出，并分别进行了控制器无负载静态均衡情形及带载动态均衡情形时的仿真实验。 试验结果表明，所提出的控制算法能够较好的解决动力电池内部误差电压及外部负载电流之间的强耦合性问题，针对任意输入的误差电压信号值或负载电流值均衡实时确定控制输出，并在短时内使系统达到稳定。该控制策略对于优化均衡控制性能具有很强的实际意义。

关键词： 锂离子电池   正极材料   磷酸铁锂  

摘要： 磷酸铁锂正极材料以其优良的热稳定性、高比容量、放电电压稳定、绿色环保无污染、优良的循环性和资源丰富、成本低等优点被认为是极有竞争力、极有应用前途的新型锂离子电池正极材料，但是目前还有两个缺点限制磷酸铁锂在实际中的应用，即磷酸铁锂极端低下的电子导电率和锂离子扩散速率。本文对磷酸铁锂的最新发展进行全面论述，确定对制备工艺和原料进行研究，制备方法采用机械法，原料选用三氧化二铁、氢氧化锂、磷酸二氢铵和葡萄糖等碳源作为原料制备磷酸铁锂。 在前躯体的制备过程中，球磨时添加不同试剂、经过不同转速和球磨不同时间，然后将前躯体在700℃下烧结10小时制备磷酸铁锂，运用X射线衍射分析和扫描电子显微镜分析，对所制备的磷酸铁锂的晶体结构和微观形貌进行表征，结合电池充放电测试，对其电化学性能进行分析，实验表明适当的加入无水乙醇可以使球磨过程更加容易，对锂离子电池的充放电容量也有提高；适当减少球磨时间、提高球磨时的转速可以使磷酸铁锂晶粒的更加细小，防止出现团聚现象，对提高磷酸铁锂的充放电性能有一定作用。 为了考察各组成元素对磷酸铁锂的影响，在制备时对各元素比例进行调整。对所制备的磷酸铁锂的晶体结构和微观形貌进行表征，实验结果表明，因为在烧结过程中锂离子易挥发，充放电过程中也有锂离子损失，在配置原料时应适当增加锂离子比例，铁离子和磷酸根离子增多易使制备出的磷酸铁锂发生团聚，降低比表面积，影响锂离子的扩散速率，从而影响磷酸铁锂的充放电比容量。 将相同条件下制备的前躯体高温烧结，对烧结的温度和时间进行考察，运用X射线衍射分析得到，在制备磷酸铁锂的烧结、结晶过程中，烧结时的温度、时间不同制备出的磷酸铁锂的结晶度不同。经实验证明，其中最佳的烧结时间为15小时，最佳烧结温度为700℃，在此条件下制备的磷酸铁锂具有最佳的充放电容量。

关键词： LiFePO4/C   微波合成   介电常数   流变相   喷雾干燥   放电容量  

摘要： 磷酸铁锂(LiFePO4)作为锂离子电池的正极材料,因其具有相对较高的理论容量(170mAh/g)、平稳的充放电电压平台、高安全性、较好的热稳定性、环境友好等优点,成为可充电锂离子电池的研究热点。本文以FePO4·2H2O为铁源、LiOH·H2O为锂源,通过流变相和喷雾干燥法制备前驱体,用2450MHz、675W的电磁波作为加热源,研究不同碳源材料对一步法合成碳包覆磷酸铁锂(LiFePO4/C)的形貌、结构及性能的影响。 通过差示扫描量热法(DSC)、热重-差热分析法(TG-DTA)热分析手段,X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)等材料分析方法及恒电流充放电、循环伏安(CV)电化学测试技术对合成材料进行表征和分析,研究发现,当低介电常数的聚乙二醇(PEG10000)为碳源,因其微波加热热惯性极小、反应选择性高,导致PEG10000碳化不完全,影响材料的电化学性能。以0.05mol LiOH·H2O、FePO4·2H2O分别为锂源、铁源为例,蔗糖、聚乙二醇(PEG10000)、淀粉分别作为碳源,采用流变相-微波法合成LiFePO4/C通过碳源添加量和微波加热时间的优化,研究表明：PEG10000最佳加入量为6g,微波加热30min,0.1C倍率放电最大比容量为107mAh/g;蔗糖最佳加入量为2.5g,微波加热25min,0.1C倍率放电最大比容量为111mAh/g;而淀粉最佳加入量亦为2.5g,微波加热25min,0.1C倍率放电最大比容量则可达到122mAh/g。 采用流变相和喷雾干燥法制备含LiOH·H2O、FePO4·2H2O和碳源的前驱体,比较了两种前驱体工艺对微波加热相同时间合成磷酸铁锂的表观形貌、电化学性能的影响。研究表明蔗糖(C12H22O11)、淀粉(C6H1005)n为碳源,流变相-微波法合成的LiFePO4表观形貌比喷雾干燥-微波合成材料颗粒团聚严重,流变相-微波法合成材料电化学性能优于喷雾干燥-微波法合成材料；柠檬酸(C6H8O7·H2O)为碳源材料的流变相体,微波反应后体积增大,喷雾干燥法制备的前驱体微波反应后体积变小,喷雾干燥法制备的前驱体合成LiFePO4电化学性能优于流变相-微波法合成的材料。以上结果表明：前驱体密度及反应过程中反应物密度变化对微波化学反应合成LiFePO4形貌、电化学性能有重要的影响。

关键词： 剩余电量估计   Thevenin模型   扩展卡尔曼滤波   磷酸铁锂电池   电池管理系统   电动汽车  

摘要： 以LiFePO4为正极材料的锂离子电池以其良好的使用性能和较低的成本受到越来越多的重视，有望成为未来电动汽车上规模化应用的动力源。本文首先对磷酸铁锂电池的充放电特性进行了试验研究，分析了该电池在不同放电倍率及不同温度条件下的电压响应特性。最终得到了磷酸铁锂电池充放电时开路电压（OCV）和端电压随荷电状态（SOC）的变化关系曲线、不同放电倍率下SOC与端电压的关系曲线以及温度特性曲线。为充分认识磷酸铁锂电池的充放电特性提供了试验支持。 本文建立了适用于电动汽车用磷酸铁锂电池的Thevenin等效电路模型。在典型环境温度下进行了大量的试验，通过混合脉冲功率性能测试（HPPC）得出了各种环境温度下的模型参数，揭示了模型参数随温度的变化规律。有关温度对模型参数影响的研究可以为电池管理系统（BMS）的开发设计提供理论依据。与此同时，应用北京公交的纯电动客车用动力电池动态测试工况（BBDST）对Thevenin模型进行验证，分析了模型的可靠性。验证结果表明，Thevenin模型精度相对较高，能够满足实际应用的要求。 剩余电量估计是电动汽车BMS研究需要解决的核心问题之一，其估计的准确程度对电池性能的充分发挥有重要意义。本文在已建立磷酸铁锂电池模型的基础上，运用扩展卡尔曼滤波（EKF）算法对剩余电量进行了估计。研究表明，该方法对基于酸铁锂电池Thevenin模型上的剩余电量估计与实际情况比较一致，能够达到电动汽车对剩余电量估计的精度要求。

关键词： SOC估计   扩展卡尔曼滤波   磷酸铁锂电池   DSP  

摘要： 2020年左右的中国将超越现有排名第一的美国成为世界上最大的汽车生产和消费国，与此同时，我国也面临着节能减排的重大挑战。环境污染的压力迫使人们开始摒弃传统的交通工具，因而研制出节能且环保的电动汽车成为了必然趋势。在电动汽车车用电池方面，随着传统锂离子电池在安全性方面的缺点，磷酸铁锂电池的诞生满足了人们对安全性高的动力电池的需求。同时磷酸铁锂电池在环保、循环寿命、材料来源等方面也有着非常显著的优势，由于其化学结构稳定，在过充电情况下也不会产生游离氧，它是目前最好最安全的大电流输出动力电池。 由于电动汽车行驶的工况复杂，若对电池性能数据的掌握不够充分，对车用磷酸铁锂电池模型建模不够合理，则会导致电池在使用过程中出现种种均衡问题从而影响其使用寿命。因此，本文在进行一系列电池性能测试掌握其性能特点的基础上，建立了一阶RC和二阶RC两种电池等效电路模型，分别对二者进行了介绍并对电池模型参数进行了辨识。 为了适用于复杂环境下电池SOC（荷电状态）的估计，通过对比多种估算方法，发现扩展卡尔曼卡尔曼滤波方法更适用于大电流大功率复杂工况下的环境。其不仅可对当前状态做出最优估计，而且可以给出最优估计状态的方差。因此，本文在建立一阶和二阶RC模型的基础上，采用扩展卡尔曼滤波算法对SOC进行估算。 本文研究的目的在于基于DSP估算电池SOC硬件系统的实现，因此，硬件设计是文章介绍的主要部分。硬件系统可以概括为三大部分：采集模块、处理模块及显示模块。采集模块利用单片机作为采集控制中心，便于模块化及后续应用扩展。应用MAX17830作为电压和温度采集接口设备，应用ACS712霍尔电流传感器作为电流采集设备。处理模块应用TI公司的DSPTMS320VC5509A作为主控芯片的开发板，其出色的处理速度及丰富的接口模块为系统实现带来了方便。显示部分利用RS-232串口输出至上位机送显示。 基于硬件系统的设计，软件设计必不可少。本文介绍了基于SOC估算系统的软件设计，包括了一系列模型参数拟合流程、SOC估计算法流程、接口通信模块的程序设计以及上位机通信程序设计。文章最后对系统进行了整体试验，将扩展卡尔曼滤波算法和安时法的估算结果进行了比较，通过系统实验，验证了算法的有效性，并给出了误差分析。

关键词： 主要路径   有机产品   城乡建设厅   铁资源   鲁丰   铸锻   日标   铝电解电容器   中国青海   磷酸铁锂  

摘要： 青政办[2012]69号西宁市、各自治州人民政府,海东行署,省政府各委、办、厅、局:2011年,在省委、省政府的正确领导下,全省各地区、各部门、各单位和企业,牢牢把握发展的“主题”、“主线”和“主要路径”,不断创新,积极进取,招商引资取得了显著成绩,全年到位资金达到301亿元,增长49.3%,圆满完成了年度日标任务。为进一步加快推进全省招商引资工作,省政府决定,对2011年度19个招