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： 冷水性鱼类   日报   物理学家   超原子   磷酸铁锂   视蛋白   触摸屏技术   生理年龄   乳头状瘤病毒疫苗   移动设备   黑龙江水产研究所  

摘要： 苹果获移动设备触摸屏技术专利新华社旧金山6月22日电美国媒体22日报道说,美国专利商标局已经授予苹果公司关于移动设备触摸屏技术的专利,苹果有可能借此在移动设备领域发起新一轮专利战。

关键词： 磷酸铁锂   共沉淀   溶胶凝胶  

摘要： 磷酸铁锂由于其良好的性能,低廉的价格以及对环境友好,一直被认为是有前途的动力电池正极材料。本文采用一种新的共沉淀法,得到了纯相的磷酸铁锂；采用溶胶凝胶法合成磷酸铁锂,并测试了温度,加热时间,碳源含量对其性能的影响；掺杂Mg2+制得Lio.99Mg0.01FeP04并测试其性能。 1.共沉淀法：采用将反应物同时加入反应器的方法,通过控制滴加速度实现一步沉淀。制得LiFePO4在0.1C倍率下首次放电容量为117.4mAh/g,经50次循环后容量仍保持90%.XRD图谱显示各主要吸收峰对应准确。经TEM观察,颗粒大小在150-250nm左右,表面可观察到包覆的碳层。 2.溶胶凝胶法：测试了不同温度,加热时间,柠檬酸添加量对电池性能的影响,并添加少量Mg2+研究掺杂金属离子对LiFePO4电化学性能的影响。发现LiAc·2H2O、Fe(NO3)3-9H2O、NH4H2PO4以及柠檬酸的摩尔比为1：1：1：1,热处理温度为650℃时,加热8小时所得LiFeP04性能最好.首次放电容量可达137.4mAh·g-1。掺杂1%Mg2+后,Li0.99Mg0.01FePO4循环性能和大电流充放性能均有所提高。

关键词： 正极材料   溶剂热   球形   磷酸铁锂   聚吡咯  

摘要： 锂离子电池由于具有高电压、高能量密度、循环性能好、环保、无记忆效应而受到人们的青睐。橄榄石磷酸铁锂由于其突出的循环性能优良,价格低廉、原材料来源广泛而被认为是最有开发前景和潜力的锂离子正极材料。但是较低的导电性和振实密度阻碍了其商业化开发进程。研究工作者在这两方面进行了大量的工作来提高其导电性和振实密度。本文针对上述提出的问题,开展了如下工作： (1)采用溶剂热法分别以乙醇、乙二醇以及丙三醇/水为溶剂合成了橄榄石结构的磷酸亚铁锂(LiFeP04)。运用XRD、SEM、FTIR等手段,对产物晶体结构、颗粒形貌和表面微观结构进行表征,详细探讨了溶剂热合成LiFePO4时不同溶剂对产物形貌和结构的影响。运用恒流充放电测试和循环伏安方法对产物的电化学性能进行研究。结果表明：以乙二醇为溶剂合成的LiFePO4呈均匀片状结构,具有尺寸小,厚度薄的特点,这种结构缩短了锂离子的扩散距离,有利于电化学性能的提高,其倍率放电比容量达到161.7mAh·g-1,1C倍率放电时容量仍保持132.6mAh·g-1,0.1C倍率50次循环后容量衰减仅为1.98%。 (2)通过简单易行的低温溶剂热法合成了由纳米片自组装而成、具有分级结构的球形磷酸铁锂颗粒。制备得到的球形产物直径大小在8um左右,由20nm左右厚的纳米薄片按特定的方式紧密组装而成。这种分级结构的球形磷酸铁锂的振实密度能达到1.6g·cm-3,同时由于一次颗粒尺寸较小,有利于锂离子的嵌入和脱出,从而倍率容量能得到有效改善。在制备过程中尿素和柠檬酸的加入对纳米片状的形成和分级结构的组装有着重要意义。通过时间单因素实验的结果,我们提出了 一个合理的分级结构形成组装机理图。通过SEM、TEM、XRD、BET比表面积测试和拉曼光谱对其结构和性能进行了进一步表征。充放电结果显示制得的材料具有较高的可循环容量(10C放电倍率下达到93.6 mAh·g-1)和优异的循环性能。 (3)采用原位氧化聚合法将吡咯直接原位聚合包覆到磷酸铁锂颗粒表面。在原位氧化聚合过程中,加入SDBS以提高聚吡咯包覆的均匀性改善包覆效果,提高材料的整体导电性。LiFePO4、PPy-LiFePO4复合材料、PPy/SDBS-LiFePO4都采用XRD、SEM、TG进行表征。采用恒流充放电和交流阻抗对样品电化学性能进行测试。结果表明,在SDBS加入的情况下,吡咯包覆的磷酸铁锂复合材料表现出良好的动力学性能,并在O.1C倍率放电下容量达到142.7 mAh·g-1。交流阻抗显示,SDBS加入后,吡咯的包覆能更有效地降低电荷转移电阻,这是由于SDBS可以使聚吡咯的包覆更均匀,同时还起到了掺杂提高导电性的作用。

关键词： 液相法   纳米LiFePO4/C   高倍率   DMSO  

摘要： 随着电动自行车和新能源汽车产业发展步伐的不断加快,储能科技迅速受到越来越多人的关注,绿色能源产业对锂离子电池的要求和关注度已达到了历史最高点。锂离子电池已成为目前最被看好的动力电源。其中,正极材料对锂离子电池的性能起到了关键的作用。橄榄石结构的磷酸铁锂因其价格低廉,无毒,较高的理论比容量,优异的热稳定性和平稳的放点平台等优点,成为极具潜力的锂离子电池正极材料,成为近年来开发研究的热点。 本论文首先综述了锂离子电池的一些基本特点和工作原理等,通过分析目前磷酸铁锂的合成过程中存在的一些问题,提出了一种在常压和低温的液相环境下直接快速合成粒径小而均匀的并具有橄榄石结构的磷酸铁锂的新方法。以二甲亚砜/水溶液作为反应介质,在常压和较低温度的条件下,经过很短的反应时间即可直接制得粒径小且分布均匀的单一相橄榄石结构的磷酸铁锂。将液相直接的得到的磷酸铁锂混合少量的葡萄糖在高温下短时间烧结,可以得到电化学性能优异的LiFePO/C。本文利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、红外光谱(IR)、电性能测试等对样品的表观形貌、粒径大小和晶体结构、电化学性能等进行了表征,通过对不同反应物浓度,反应时间,溶剂二甲基亚砜与水的比值,烧结时间,烧结温度条件下合成出的样品进行对比,得出了制备LiFePO/C材料的最优化条件。并将液相法直接制得的LiFePO和最优化条件下制得的LiFePO/C进行对比和分析,说明一定量的碳包覆和短时间的热处理对于磷酸铁锂电化学性能的提高是非常重要的。

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： 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： 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： 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： 锂离子电池   比容量   水热合成   电子导电率   碳包覆   表面活性剂  

摘要： 锂离子电池是采用含有锂元素的的材料作为电极的电池,它是现代高性能电池的代表。锂离子电池具有电压高、比容量大、循环性能好、安全性能高而且能够快速充电等优点,因此它广泛应用于数码相机、手机、笔记本、人造卫星、军事设施以及电动汽车。橄榄石结构的磷酸铁锂是一种新型锂离子电池材料,理论容量高达170mAh/g,其特点是:热稳定性高、价格低廉,无毒性、不造成环境污染、安全性能好、原材料来源广泛、价格便宜、寿命长等优点,是新一代锂离子电池的理想正极材料。 然而磷酸铁锂本身具有一些局限性,在磷酸铁锂的充放电过程中,由于晶体中PO43-限制了Li+的移动空间,使得Li+在材料中的嵌、脱过程只具有二维可移动性,所以磷酸铁锂的电子导电率和离子迁移率较差,在大电流放电的条件下,会有较大的容量损失,这阻碍了其在大功率动力电池中的发展。针对磷酸铁锂固有的局限性,本文通过改善工艺合成以及添加活性剂来提高磷酸铁锂的电化学性能。本文以FeSO4·7H2O,H3PO4和LiOH·H2O为原材料采用水热合成的方法合成了性能较好的磷酸铁锂粉体材料,并以十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）作为碳源对磷酸铁锂进行碳包覆,获得了纳米级LiFePO4/C材料,并提高了材料的电子电导率和离子迁移率,促进了LiFePO4在动力电池中的研发进程。所得到的一些研究结果如下所述: 1.通过水热合成,并且添加适量的还原剂抗坏血酸来防止Fe2+的氧化,得到了晶粒分布均匀的LiFePO4样品。此外通过改变工艺合成,即改变合成温度和保温时间,来研究合成温度和保温时间对LiFePO4组织与性能的影响,最终发现在190℃保温5小时条件下制取的样品较好。然后对其中一些较好的样品进行碳包覆（与葡萄糖按一定比例混合,煅烧）,得到了晶粒较小、分布均匀的LiFePO4/C材料。 2.以CTAB为表面活性剂对其进行碳包覆,研究了不同活性剂添加量对磷酸铁锂性能的影响,并发现适当增加CTAB的添加量,有利于制取分散性好,杂质含量低的纳米晶粒的LiFePO4。CTAB不仅作为表面活性剂,也可以作为碳源,可以得到导电性较好的LiFePO4纳米粉体。结果表明添加6克CTAB的样品电化学性能最好。