关键词： 制备方法   介孔氧化铝   磷酸铁锂   前驱体   正极材料   微米结构   专利技术  

关键词： 电动车   电池   性能  

摘要： 目前电动车正在成为汽车发展的潮流,电池无疑是影响电动汽车发展的一个重要因素,本文对当下两种电动汽车电池的性能、特点等方面进行了比较研究.

关键词： 锂离子电池   磷酸铁锂   锰酸锶镧   复合包覆  

摘要： 本文使用溶胶凝胶法制备LiFePO/C前驱体,并在管式炉中还原性气氛下合成了LiFePO/C复合材料。为改善复合材料的电化学性能,使用导电金属氧化物LaSrMnO对其进行了包覆。利用XRD、TEM等测试方法对正极材料的组成和微观形貌进行了分析,组装成扣式电池后,采用恒电流充放电技术、交流阻抗技术与循环伏安法测试其电化学性能。 在制备过程中降低C添加量,同时提高LSM添加量,考察不同包覆配比对材料电化学性能的影响。分别制备了碳添加量为0.7倍、0.9倍、1.2倍、2.0倍,LSM包覆量为3%—10%不等的复合材料。测试结果显示,包覆量为6%左右时,材料首次充放电容量最大。添加0.7倍草酸、包覆6%LSM的样品在0.1C、0.2C、0.5C和1C下分别为141.5 mAh·g、120.1 mAh·g、99.9 mAh·g和80.7 mAh·g。不包覆LSM的样品在0.1C、0.2C、0.5C和1C下分别为119.0 mAh·g、47.1 mAh·g、26.6 mAh·g和20.6 mAh·g。说明LSM包覆能够提高材料的充放电性能,特别是高倍率下的充放电性能。 材料循环性能测试结果发现,在0.1C倍率下,十次循环后添加0.7倍草酸、包覆7% LSM的样品放电容量仍有126.1 mAh·g,容量损失最小,只有2.8%。在1C倍率下,十次循环后添加0.7倍草酸、包覆6% LSM的样品容量损失最小,为4.6%。材料循环伏安法测试结果显示,添加2.0倍草酸、包覆3% LSM的样品三次循环的曲线基本重合,说明该样品在循环过程中几乎没有极化现象产生。

关键词： 锂离子电池   磷酸铁锂   硫酸亚铁   碳包覆   离子掺杂  

摘要： LiFePO4材料具有原料来源丰富、价格便宜、环境友好、理论容量高、循环性能和热稳定性能好等优点,被认为是最有发展前途的锂离子电池正极材料之一。但是,LiFePO4正极材料的低电子电导率和锂离子扩散速率,导致其高倍率性能不佳,影响该材料在锂离子电池中的应用。本论文以提高LiFePO4的电子电导率和锂离子扩散速率从而提高材料的电化学性能,以及降低生产成本为主要目的,通过便于工业化生产的高温固相法制备LiFePO4/C复合材料及其离子掺杂复合材料,利用X-射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）等物理测试方法及电化学测试技术,系统地研究焙烧温度、反应时间、铁源、碳源、Mn2+掺杂量等条件对复合材料的物理性能和电化学性能的影响,并优化合成工艺条件,为LiFePO4/C复合材料工业化提供参考。 LiFePO4的成本和性能是决定该材料在锂离子电池中应用的关键。本论文以廉价的FeSO4·7H2O为铁源,采用固相法合成了锂离子电池正极材料—橄榄石型LiFePO4/C复合材料。利用XRD和SEM及电化学测试技术研究合成条件对LiFePO4/C复合材料的结构、形貌、电化学性能的影响。结果表明,焙烧温度、反应时间和碳源均对材料的性能有较大的影响。其中,用蔗糖作碳源,在700℃煅烧15 h制得的样品具有均一的橄榄石型结构和优良的电化学性能。 研究了以FeC2O4·2H2O为铁源,固相法合成条件对LiFePO4/C复合材料的物理性能和电化学性能的影响,并优化合成条件。并且考察了廉价的FeSO4·7H2O和昂贵的FeC2O4·2H2O两种铁源在各自优化条件下合成的LiFePO4/C复合材料的结构、形貌和电化学性能的差异。结果表明,以硫酸亚铁为铁源合成的LiFePO4/C在2.3～4.2 V电压范围内,0.1C、0.5C和1C倍率的放电比容量分别稳定在150 mAh/g、140 mAh/g和130 mAh/g左右,容量与草酸亚铁为铁源合成的LiFePO4/C的容量相当。但前者在5C倍率放电时,30次循环后,容量仍高达105.2 mAh/g,而后者30次循环后,容量仅为95.7 mAh/g,并且前者的循环性能和大倍率放电性能均优于后者。 利用高温固相法合成了一系列Mn2+掺杂化合物LiMnyFe1-yPO4 （y=0.2, 0.4, 0.6, 0.8）,考察了Mn2+掺杂量对材料性能的影响。结果表明,样品中锰的含量对样品的形貌影响较小,所有的LiMnyFe1-yPO4材料在放电过程中均出现3.5 V和4.0 V两个电压平台,Mn2+的掺杂减小了氧化还原峰电位差,改善了材料的电化学性能,其中LiMn0.2Fe0.8PO4样品具有最佳的电化学性能。同时,在选取最佳掺杂量后,我们通过Mn2+掺杂和碳包覆相结合的方法,制备出了LiMn0.2Fe0.8PO4/C复合材料,并探讨了复合材料的性能。研究表明,LiMn0.2Fe0.8PO4/C样品具有较高的放电比容量,较佳的倍率性能及优良的循环性能。

关键词： 新材料产业   磷酸铁锂   企业   企业管理   新材料技术  

摘要： 新材料产业作为战略性新兴产业和未来经济体系中的支柱性产业,受到国家和各级政府的高度重视各级政府从财政、土地、税收等多方面给予新材料产业大力支持,新材料产业发展迎来空前机遇。但通

关键词： 锂离子电池   正极材料   磷酸铁锂   碳热还原   喷雾干燥  

摘要： 橄榄石型LiFePO4正极材料具有原料丰富、无毒、理论比容量较高、结构稳定等诸多优点,被认为是极具发展潜力的锂离子电池正极材料。但是为了得到比较高的实际比容量,必须克服其电子导电性差和锂离子扩散系数小的缺点。本文通过碳热还原法制备LiFePO4/C正极材料和在产业化条件下制备LiFe0.98Mg0.02PO4/C正极材料,利用XRD、SEM等手段对所得材料进行表征,通过恒流充放电、循环伏安和交流阻抗测试材料的电化学性能,探讨了制备LiFePO4正极材料的最佳条件。 以Fe2O3、LiH2PO4为主要原料,‘通过先湿法球磨再高温焙烧的碳热还原法制备LiFePO4/C正极材料。对乙炔黑、蔗糖、葡萄糖三种碳源进行比较,结果表明,以蔗糖为碳源的样品一次颗粒更细小,电化学性能较好。用去离子水作球磨分散剂时与无水乙醇有明显不同,所得LiFePO4材料含有较多杂质,电化学性能差。焙烧时间和焙烧温度对产物的电化学性能有较大影响,其中以750℃焙烧6h的样品电化学性能较好,在0.1C和1C倍率下的放电比容量分别为145mAh/g和112mAh/g。此样品的一次颗粒形状分明且大小较均匀,分布在200-600nm。 以Li2CO3、FeC2O4·2H2O、NH4H2PO4为主要原料,以蔗糖为碳源,进行制备LiFe0.98Mg0.02PO4/C正极材料的中试。通过湿法搅拌制备前躯体时所得材料的电化学性能不佳,在0.1C倍率下的首次放电比容量为122mAh/g。通过湿法球磨-喷雾干燥法制备的材料具有球形的二次颗粒,振实密度高,且电化学性能优良。其中喷雾干燥前先搅拌球磨再超细球磨时所得材料的球形颗粒大小均匀,分布在10-30gm,振实密度达到1.67g/cm3,在O.1C、0.5C和1C倍率下的首次放电比容量分别为151mAh/g、143mAh/g和132mAh/g。对焙烧产物进行球磨粉碎,结果材料的放电比容量略有减小,主要原因是没有了球形颗粒堆积时所形成的孔隙,不利于电解液的渗透。在焙烧前将喷雾干燥得到的前躯体粉末压片,发现所得材料的LiFePO4晶粒变小,放电比容量略有增加,以10MPa压片时效果相对较好。

关键词： 磷酸铁锂   项目   金川集团   新产品   研发领域   自主知识产权   化工联合企业   新技术研发   小批量生产   市场销售   市场开拓   绿色电镀   集团公司   特大型   战线   冶炼   选矿   喜报   硫酸   科研  

摘要： 国内特大型采矿、选矿、冶炼及化工联合企业的金川集团公司科研战线喜报频传,成果丰硕.年前研究出的拥有自主知识产权的新型环保绿色电镀产品--硫酸四氨钯已开始小批量生产和市场销售,实现了新技术研发和新市场开拓双重突破.

关键词： 磷酸铁锂电池   电池管理系统   电池组均衡   DSP   恒压恒流  

摘要： 随着科技的发展和节能环保的迫切需求,新能源成为各国能源战略的重要发展方向。锂离子电池作为节能环保的标志之一,应用在电动汽车、后备式电源(UPS)以及光伏逆变器等设备中,为这些工业应用提供便捷和功率要求。针对这一现状,本文以锂离子动力电池组为研究对象,充分考虑电池单体及成组技术的差异,设计了8节动力电池组管理系统, 本文首先详细地学习了磷酸铁锂电池的结构,充放电特性、充放电方法以及电池剩余容量(SOC)估算方法。结合实际应用需求,确定了部分系统的设计方案。然后提出了以TMS320F2812为控制核心的整体设计方案。论文具体分析了系统需求,设计系统的各个部分功能,分为硬件设计和软件设计部分。 硬件设计部分:详细介绍了DSP核心控制系统的电源供电、时钟复位、AD采样以及通信机制等功能后,把控制核心外围电路划分为4个大的模块:充电单元模块采用单片开关电源设计,为整个电池组提供能量来源;检测模块是整个系统的前端,主要负责检测电池的温度、电压和电流,为估算电池组的SOC提供数据依据;保护模块是整个电池组充放过程安全工作的保证,为整个研究提供安全机制;均衡模块是实现均衡的重要手段,提出的奇偶均衡模块在保护机制的限定范围内,最大限度地实现了均衡功能,为提高电池组使用效率、延长电池组寿命提供了良好的策略。最后根据系统需求进行了抗干扰和低功耗设计。 软件设计部分:采用嵌入式增强型C语言编写,模块化程序设计,运用TI公司提供的程序结构和调度机制分别完成各个模块的算法实现,并给出相应的流程图。结合TMS320F2812的看门狗模块及软件抗干扰技术,设计了相应的软件滤波算法,确保软件系统的合理性和稳定性。 最后,运用一个BUCK变换器实现充电过程恒压恒流控制,完成电路板的研制,并进行系统硬件和软件集成调试,实验结果表明,本系统基本实现了预期的需求,奇偶均衡策略效果良好,满足了锂离子电池管理系统的应用需求。

关键词： 磷酸铁锂   水热合成   表面活性剂   非化学剂量比  

摘要： 本文以水热法制备LiFePO,通过XRD、SEM、恒流充放电等手段,重点研究了不同表面活性剂、原料配比以及杂质对制备的LiFePO结构和性能的影响。 研究了离子表面活性剂CTAB和非离子表面活性剂PEG400对LiFePO结构和性能的影响。结果表明:非离子表面活性剂PEG400辅助合成LiFePO表现出更优异的性能。实验结果表明,以PEG400为表面活性剂合成的材料呈类圆片状,颗粒的平均粒径为1μm左右。0.2C、1C、3C、5C倍率下,放电性能为133.5,122.9,107.4,97.4mAh/g。 研究了原料配比对合成产物LiFePO结构和性能的影响。实验结果表明,当Li: Fe: P = 3.03: 1: 1.04时,产物为500nm左右的菱片状颗粒,并表现出最佳电化学性能,在0.2C、1C、3C和5C倍率下,样品的放电比容量分别为152.9、145.3、136.2、122.4mAh/g,1C循环100次后容量衰减率只有4.1%。另外研究了粉碎处理对产物性能的影响,结果表明,产物经过粉碎,粒径明显减小,但材料电化学性能并没有受到影响。 将水热法合成的磷酸铁锂暴露于120℃饱和空气中0、12、24h,研究了暴露时间对磷酸铁锂性能的影响。结果表明,随着时间延长,样品中的三价铁含量逐渐从0.5wt%升高到1.0wt%,750℃焙烧6h后,三价铁含量降至0.1%以下,生成新的杂质Fe3C。三个样品0.2C倍率首次放电比容量分别为148、149、146mAh/g,3C放电比容量分别为131、130、120mAh/g,表明短时间的空气暴露对磷酸铁锂的低倍率放电性能几乎没有影响,但长期暴露会降低其电化学容量和循环性能。

关键词： 磷酸铁锂电池   电池管理系统   SOC   无线传输  

摘要： 随着能源、环保问题的日益突出,电动汽车以其零排放,低噪声等优点越来越受到世界各国的重视。但是电动汽车的发展尚有很多问题需要解决,作为电动汽车发展的核心技术之一的动力电池及其管理系统,是电动汽车产业化、实用化的关键。本论文在研究电池模型及电池荷电状态(Sate of Charge, SOC)算法的基础上,结合某公司FA电动汽车项目的实际应用,设计一种电动汽车用磷酸铁锂电池组管理模块,并阐述了系统的设计与实现方法。 论文从电池管理系统的作用和功能出发,阐述了电池管理系统中几种关键技术和难点,提出本论文的研究重点。 论文从磷酸铁锂动力电池的工作原理和特性方面分析了影响电池SOC的主要因素。在对常用电池模型进行分析和介绍的基础上,建立一种磷酸铁锂动力电池的电化学模型,并给出模型状态方程的推导过程和实验仿真。 在SOC估算方面,比较分析了几种常用SOC算法,提出了推广的卡尔曼滤波与开路电压相结合的方法,估算磷酸铁锂电池的SOC,并对扩展的卡尔曼滤波算法作了进一步研究和仿真,验证其可行性。 论文根据某公司FA电动汽车动力电池组的实际要求,提出一种分布式结构的电池管理系统方案。管理系统设计分成两个部分:一部分是基于PIC16F726单片机的底层监控模块设计,用于检测单节电池电压、温度等信息;另一部分是基于PIC32MX460F512L的中央管理模块设计,实现电池组电流和总电压检测、SOC估算、故障报警以及通讯等功能;两部分通过无线RF网络进行通信。论文还对管理系统各功能模块设计思路和软件实现进行了分析和研究,并通过试验进一步验证系统的可靠性、实用性。