关键词： 锂离子电池   正极材料   磷酸铁锂   溶胶-凝胶法   聚乙二醇  

摘要： 磷酸铁锂由于具有安全性能高、价格低廉、环境友好、循环性能好等优点被认为是目前最具潜力的正极材料。然而其存在电导率低和锂离子扩散系数小等问题,在大电流充放电时,材料的容量比较低,限制了其大规模商业化应用。 本文以提高磷酸铁锂的大电流放电性能为目标,通过不同的合成方法,对制备条件进行优化,采用C包覆、减小颗粒粒径等方法使材料的倍率性能得到明显的提高。利用X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、激光粒度分析（LPS）、交流阻抗（EIS）、循环伏安（CV）、比表面测试（BET）以及电化学测试等分析手段研究材料的晶体结构、表面形貌、粒径大小和电化学性能。 以Li2CO3、FeC2O4·2H2O、NH4H2PO4、蔗糖为原料,采用二步固相合成法合成LiFePO4正极材料,研究了包覆碳对磷酸铁锂性能的影响。实验表明包覆C有助于阻碍颗粒长大,提高电导率。电荷转移电阻由不包C时的377.9Ω减小到包C后的169.2Ω,电导率由10-9S/cm提高到10-4S/cm,首次放电比容量由80.83mAh/g提高到了141.3 mAh/g,包覆C后容量提升效果明显。 以溶胶-凝胶法合成LiFePO4正极材料。探讨了焙烧温度、焙烧时间、pH值,锂过量系数对溶胶-凝胶法制备磷酸铁锂的电化学性能的影响。实验结果表明焙烧温度为700℃,焙烧时间为10h,pH值为10,锂过量系数为1.05时合成的材料有较佳的放电性能,首次放电比容量达到145.3 mAh/g. 以PEG为表面活性剂对溶胶-凝胶法合成磷酸铁锂进行改性。PEG与胶体粒子以氢键结合,包覆在胶体粒子外面,阻碍了颗粒的团聚。研究了PEG分子量和添加量对材料性能的影响。以PEG分子量为6000,添加量为50%的条件下合成的材料有最好的性能和经济性。实验表明合成的材料有亚微米甚至纳米级的粒径,比表面积高达50.17m2/g。电化学性能优异,0.2C,1C,5C,10C放电比容量分别是：143.8 mAh/g, 133.1 mAh/g,124.1 mAh/g,117.0 mAh/g,相对于固相法合成的材料的141.3 mAh/g, 125.7 mAh/g,106.3 mAh/g,83.1 mAh/g,倍率性能提升明显。循环性能优异,1C充放电循环300次不衰减,循环1000次容量保持率仍达到91.75%。

关键词： 磷酸铁锂   安全性能   锂离子电池   安全性问题   笔记本电池   最高位置   事件   电动汽车   商业化   自燃   杭州   爆炸  

摘要： 随着商业化锂离子电池应用领域的逐渐扩展,电池的安全性问题越来越得到人们的重视,特别是sony笔记本电池爆炸召回事件和杭州电动汽车自燃事件后,锂离子电池的安全性问题已上升到了最高位置.

关键词： 磷酸铁锂电池   电动汽车   均衡管理   SOC开路电压  

摘要： 随着人类对自身生存环境的重视,对现代文明带来的巨大副作用危机的理解加深,对将来人类社会工业文明及物质文明的重新定义和认识的改变,人们深刻意识到发展经济必须遵循两大原则：环境保护和不可再生资源的合理使用。电动自行车、电动工具、电动汽车等正是顺应这两大主题概念而产生和发展的社会产品,是人类对自身保护的使然,是人与自然关系正确处理的必然。 电动汽车、储能电站、电动自行车等上都需要使用串联单体电池组成的电池组,以适应高电压的需求。单体电池由于生产工艺等原因导致各电池容量与性能的差异,在对电池组进行充放电的过程中,必然会扩大这种差异,长此以往,这种恶性循环过程将加速电池的损坏。因此,动力电池组需要采用均衡电路以延长电池组寿命是国内外学者和业界的共识。 本文主要研究了以下几个方面的内容： 1、总结了锂电池的原理及发展情况,其当前在汽车领域的应用现状,比较了现有的锂电池充电方式和均衡方式。 2、研究了锂电池性能的关键技术,总结了锂电池失效机理和各种特性,并主要研究了当前对锂电池荷电状态(SOC)计算的现状,以及和各种影响SOC计算的因素。 3、设计了针对锂电池特性的均衡系统的硬件电路,使用了一种新型的均衡实现方案,能解决当前部分技术的缺点,特别适用于目前大范围在电动汽车上使用的磷酸铁锂电池。 4、针对锂电池的特性,开发了一种可以在锂电池组上使用的均衡规则,特别适用于目前大范围在电动汽车上使用的磷酸铁锂电池。 5、通过实验室环境,使用真实磷酸铁锂电池组做实验,验证了本套均衡管理系统的有效性。 6、基于本论文的研究对磷酸铁锂电池组的均衡做了一些总结与后期展望。

关键词： 宜兴市前锦炉业设备有限公司   烧结窑炉   窑具   磷酸铁锂  

摘要： 前锦企业:宜兴市前锦炉业设备有限公司宜兴市前锦特陶科技有限公司公司简介:江苏春雷集团——宜兴前锦企业,固定资产5000万,占地3.5万平方米,年销售产值逾8000万元,下属前锦炉业、前锦特陶、前锦高技术窑具3个子公司。

关键词： LiFePO4/C   碳热还原法   金属氧化物   掺杂   包覆  

摘要： 针对LiFePO4电导率低的缺点,采用金属离子掺杂和金属氧化物包覆的方法对材料进行改性研究。金属离子掺杂能够提高LiFePO4的本征电导率,优化材料的性能。金属氧化物包覆可以提高碳包覆层的均匀化程度,进而提高LiFePO4的表面电导率,对材料的电化学性能进行优化。因此,将金属氧化物包覆和金属氧化物掺杂效应结合起来,研究掺杂和包覆复合效应对LiFePO4性能的影响将具有理论意义和实用价值。 选用固相碳热还原法制备LiFePO4改性样品,利用程控恒流充放电测试系统,结合XRD、SEM、TEM和电导率测试等手段,对比研究了各个改性样品的结构、形貌和电化学性能。重点研究金属阳离子掺杂,碳和金属氧化物复合包覆和金属氧化物掺杂包覆复合作用对LiFePO4性能的影响。 分别选取MgO、Mo2O3和V2O5作为掺杂金属氧化物,分析各掺杂样品的性能表明,各个掺杂样品均能形成结晶度较高的橄榄石型LiFePO4结构。充放电测试表明,掺杂有效提高了材料的倍率性能,尤其是高倍率放电容量得到较大提高:Li0.99Mg0.01FePO4/C材料5C放电容量约为120mAh/g,高于其他掺杂改性材料。3C倍率下,充放电循环200次后,Li0.99Mg0.01FePO4/C材料衰减率为19%,大于未掺杂样品（衰减率为16%）。 分析包覆样品电化学性能表明,各包覆样品的倍率放电容量均高于未包覆样品。各样品在3C倍率下,循环200次后,容量衰减均在10mAh/g以内,表现出优异的循环性能。充分表明金属氧化物包覆改性能够改善材料的倍率性能和循环性能。Al2O3包覆样品的循环性能最好。 制备复合材料Li0.99Mg0.01FePO4/Al2O3/C（LMFP/Al/C）。碳和Al2O3复合包覆及镁离子掺杂共同作用能够提高LiFePO4材料的倍率性能和循环性能,不同倍率（0.2、1、2、3和5C）下的放电容量分别约为150、138、125、118和110mAh/g,高于其他改性材料。3C倍率下,LMFP/Al/C材料的初始容量达到129mAh/g,循环200次后几乎没有衰减。

关键词： 混合动力汽车   磷酸铁锂电池   SOC算法   电池管理系统  

摘要： 当今节能环保已经成为时代主题之一,汽车行业如何才能节能减排实现可持续发展是汽车工业的研究方向,混合动力汽车应运而生,被认为汽车工业的新革命。正如研究传统汽车必须研究发动机技术,研究混合动力汽车就必须在动力电池系统技术上有所突破。电池是混合动力汽车的重要动力源,如果不能对电池进行监控和管理,那么不仅不能发挥电池的充放电能力,更有可能造成用户的危险,不利于混合动力汽车发展。 论文以混合动力汽车用磷酸铁锂电池管理系统为研究对象,从电池SOC算法提出、特性试验、电池离线仿真到软硬件实现分别进行了研究。 首先,论文对常用单体电池SOC算法进行理论分析和比较,指出开路电压和等效电路结合的算法在准确度和实用性上都具有一定优势。其次,根据单体电池SOC算法理论要求,进行了一系列单体电池充放电实验,计算出单体电池SOC算法所需参数值；结合实际使用情况,在单体算法基础上补充了模块电池充放电试验,完成模块电池SOC算法并利用MATLAB simulink建立电池SOC算法模型进行离线仿真；为了进一步验证SOC算法在实际工程应用中的准确度,实现理论与实际之间的无缝连接和控制器的快速实现,论文利用dSPACE快速控制原型技术进行了半实物仿真,两种仿真结果都显示算法完全符合要求。最后,论文对电池管理系统进行了整体设计,使得电池管理系统在具备常用功能基础上,具有通用性、绝缘监测能力和均衡能力并绘制出硬件图和软件程序框图。

关键词： 电动汽车   锰酸锂电池   磷酸铁锂电池   寿命特性   电池模型  

摘要： 电动汽车在环保和节能方面具有不可比拟的优势，可以有效解决传统内燃机汽车所带来的环境污染、能源短缺等方面问题。目前，在电动汽车领域，锂离子电池与其他电池相比，在能量密度、功率和综合性能等方面具有较大的优势和发展潜力，但在生产成本、寿命特性、安全性能等方面尚不能满足市场需求，短时间内还不能完全代替镍氢电池，但却是动力电池未来发展的主要方向之一。动力电池的寿命特性是各类电动汽车示范推广应用过程中的关键性能指标之一，近年来关于影响电池寿命特性的研究工作逐渐得到行业的重视。 论文工作参照现有国内外电池测试规范，对镍氢电池、锰酸锂电池和磷酸铁锂电池的基本性能进行了试验研究，并在容量特性、效率特性、直流内阻特性、功率密度特性等方面进行了分析和对比，为下一步的电池建模做好了铺垫。 基于PGNV等效电路模型建立了锂离子电池模型。通过试验辨识了锰酸锂电池和磷酸铁锂模型参数，并基于《USABC电池试验手册》中定义的FUDS工况对模型的仿真精度进行验证，证明PNGV模型更适用于锰酸锂电池。 以电池模型为核心，建立了燃料电池混合动力电动汽车整车模型，针对中国典型城市公交循环工况进行仿真得到电池电流工作工况。以锰酸锂电池作为研究对象，通过一系列循环寿命试验研究了锂离子电池的寿命特性及其数学模型，就锂离子电池的可用容量、可用能量、库伦效率、能量效率、功率、内阻等方面在进行循环寿命试验过程中的变化进行了分析。研究了不同的SOC工作点对循环使用寿命的影响，并建立了判断锂电池寿命状态的模型，为电动汽车动力电池组的寿命特性研究工作提供有价值的参考。

关键词： 锂离子电池   正极材料   磷酸铁锂   固相合成  

摘要： 橄榄石型LiFePO4正极材料,具有对环境友善、资源丰富、价格便宜和安全性能好等优点,被认为是非常具有发展前景的锂离子电池正极材料。论文采用适于实际工业生产的固相合成法,使用不同原料合成了性能优异的LiFePO4/C正极材料,并对材料的合成工艺和材料性能进行了研究。 以氧化铁、碳酸锂和蔗糖为原料,通过高温固相反应合成LiFePO4/C正极材料。掺碳量、煅烧温度和时间对合成材料的形貌和电化学性能影响较大。碳的加入有效控制了LiFePO4/C在合成过程中颗粒的长大,并且提高材料的电化学性能。掺碳量6%,烧成温度720℃,保温12h为最佳合成工艺,合成材料的0.2C首次比容量为143.9mAh/g,0.5C容量可稳定在143 mAh/g左右,材料的循环性好。 使用氧化铁、磷酸二氢锂采用固相法合成了LiFePO4/C材料,采用正交实验得出对材料的电化学性能影响最大的是锂铁比,其次是掺碳量,然后是烧结温度和保温时间。通过平行对比实验研究了各合成因素对材料性能的影响。材料最佳的合成工艺为：锂铁比1.005,掺碳10%,700℃保温8h。 以磷酸铁为铁源,分别以LiCO3和LiOH·H2O为锂源用湿法球磨和喷雾干燥造粒技术合成了性能优异的球形磷酸铁锂正极材料。合成中原料球磨3小时后的浆料具有较小的粒度和较好的粒度分布。两种锂源合成的材料均具有较好的球形形貌,合成材料的电化学性能优良。以LiCO3和LiOH·H2O为锉源合成LiFePO4/C的0.1C比容量分别为151.5mAh/g、***/g。

关键词： 遮光罩   光学结构   乐凯   磷酸铁锂   充电电池   红窗   焦端   长焦镜头   画幅照相机   数码单反相机  

摘要： Q:请问主持人,如何给大变焦比的镜头配用有效的遮光罩?A:你给大变焦比镜头配用有效的遮光罩的确是个难题,以18~270mm镜头为例,只能按18mm短焦端的视场角给镜头配个装饰性的遮光罩,这在逆光拍摄时等于没有遮光罩,我就见到过一位喜欢拍逆光场景的影友给他的28~300mm镜头准备了短、中、

关键词： LiFePO4   机械化学-原位聚合   原位聚合-碳热还原   F掺杂   PANi包覆  

摘要： 橄榄石型磷酸铁锂(LiFePO)作为锂离子二次电池正极材料,具有比容量高、结构稳定、循环可逆性能好、原料丰富易得、价格便宜以及安全无毒等突出优点,是最有发展前景的锂离子电池正极材料之一。低碳的提出,电动汽车和智能电网的发展给磷酸铁锂的研究带来了更大的契机,但目前磷酸铁锂大规模产业化生产仍需解决3个问题:1.大幅度提高磷酸铁锂导电性,改善材料倍率性能;2.找到一种低成本规模化生产的制备方法;3.提高材料的振实密度,以提高材料的体积比容量。本文在传统的固相法的基础上,采用机械化学法与原位聚合法相结合,制备LiFePO/C复合材料。研究不同三价铁源(FeCl、Fe(NO)和FePO),比较机械化学-原位聚合法和原位聚合-碳热还原法这两种合成方法对LiFePO/C基体晶体结构、表观形貌及电化学性能的影响。文中还研究了F掺杂及原位聚合PANi包覆对LiFePO/C复合材料表面形貌和电化学性能的影响。 研究以不同三价铁盐(FeCl、Fe(NO)和FePO)为铁源,采用机械化学-原位聚合法和原位聚合-碳热还原法制备LiFePO/C复合材料。采用XRD、SEM和充放电测试仪等对材料的晶体结构、表观形貌及电化学性能表征。结果表明:相对于原位聚合-碳热还原法,采用机械化学-原位聚合法合成的LiFePO/C电化学性能更优异,3种铁源1C放电容量分别为:132.05 mAh/g、130.18 mAh/g和125.8 mAh/g,而采用原位聚合-碳热还原法合成的LiFePO/C电化学性能相对较差,3种铁源1C放电容量分别为:109.07 mAh/g、105.2 mAh/g和102.65 mAh/g;Raman光谱测试表明,相对于用蔗糖为碳源碳热还原法制备的LiFePO/C,采用机械化学-原位聚合法制备的样品中C的石墨化程度明显提高;SEM形貌分析表明,采用机械化学-原位聚合法合成的LiFePO/C颗粒尺寸较小(小于200 nm),而采用原位聚合-碳热还原法合成的LiFePO/C颗粒尺寸较大(大于500 nm)。 研究F掺杂及原位聚合PANi包覆LiFePO/C复合材料表面形貌和电化学性能的影响。结果表明,F掺杂及原位聚合PANi包覆改善了LiFePO/C材料的倍率性能和循环性能,F掺杂样品在1C倍率放电容量为142.03 mAh/g,与未掺杂样品(132.05 mAh/g)相比,其克容量高了10 mAh/g,经过20个循环后,容量保持率为98.3%;原位聚合PANi包覆样品在1C倍率放电容量为135.7 mAh/g,与未掺杂样品(132.05 mAh/g)相比,其克容量有所提高,经过20个循环后,容量保持率为99.25%;SEM分析表明,原位聚合PANi后,LiFePO/C基体材料表面包覆了一层物质;通过红外光谱和表面能谱测试,证实了基体表面包覆层为PANi聚合物。