关键词： 纯铁   磷酸铁   水循环   磷酸铁锂   克容量  

摘要： 磷酸铁锂作为锂离子电池正极材料应用十分广泛,磷酸铁前驱体也因此得到了快速发展。磷酸铁的主流生产工艺是硫酸亚铁法,生产流程较长,工业废水处理量较大。研究了一种用高纯铁为原料制备磷酸铁的工业化生产方法,工艺流程简单,过程用水可循环使用,环保压力小。此外,还以该方法生产的磷酸铁作为前驱体制备了磷酸铁锂,并对其电化学性能进行了基础测试,结果表明铁法磷酸铁制备的磷酸铁锂在0.1 C倍率下克容量≥160 mAh/g,完全满足后端市场的应用需求。

关键词： 磷酸铁锂电池   企业技术水平   能量密度   全球范围   船舶   统一规划   电动  

摘要： 目前电动船舶的应用正处于探索、示范期,全球范围内有数百艘电动船舶投入运营,磷酸铁锂电池以其安全性高、使用寿命长、能量密度较高等优势,逐渐成为电动船舶的首选能源,但是锂电池在船舶应用中仍面临着缺少统一规划、技术法规不完善、企业技术水平不高,以及船型应用受限等问题。

关键词： AMESim仿真   动力电池   充电策略   老化程度  

摘要： 随着全球碳减排行动深入,交通领域电气化驱动新能源汽车数量高增,动力电池作为新能源汽车的主要动力来源,其老化过程直接影响汽车的高续航里程与使用年限。通过AMESim仿真建模软件,建立了针对动力电池老化问题的充电策略评估模型,对比在四种不同充电策略下电池的老化程度。仿真结果显示,在“早晨上班前充电”策略下电池老化仿真结果最佳,容量损失为3.59%;而在“有空就充”策略下,电池老化仿真结果最差,产生了7.54%的容量损失。

关键词： 磷酸铁锂电池   锂电池动力船舶   内河船舶   船用电池安全  

摘要： 锂电池动力技术是绿色新能源船舶的重要发展方向,本文介绍磷酸铁锂电池在性能参数方面的特性,分析磷酸铁锂电池的工作原理及将磷酸铁锂电池应用于纯电池动力船舶所具有的优势。结合锂电池在船舶电力推进领域的应用与发展现状,对锂电池船舶的相关规范进行解读,分析限制锂电池船舶内河发展的因素,并提出相应的发展思路。

关键词： 磷酸铁锂电池   热失控特征气体   CO气体   Pt—CeO_(2)   第一性原理计算  

摘要： 近年来,磷酸铁锂储能电池热失控现象引发的安全问题备受关注,热失控气体特征量的有效检测对评估其运行状态具有重要意义,其中一氧化碳(CO)是磷酸铁锂储能电池过充热失控的重要特征气体。基于第一性原理建立了本征二氧化铈(CeO_(2))、铂(Pt)掺杂改性CeO_(2)模型及CO吸附模型,从吸附能、电荷转移、能带、态密度等方面分析了CeO_(2)基气敏材料的改性机理和气体吸附机理。结果表明本征二氧化铈吸附一氧化碳(CO—CeO_(2))的吸附能仅为-0.2028 eV,表现出较弱的物理吸附能力,而铂掺杂二氧化铈(Pt—CeO_(2))对CO的吸附能达到-0.8020 eV,表现出优异的化学吸附性能,对应的电荷转移值为0.0290 e,掺杂Pt后CeO_(2)的能带从1.933 eV降低到1.259 eV,对CO的吸附距离从3.183A缩短为2.021A。因此,Pt掺杂改性CeO_(2)可作为磷酸铁锂电池热失控特征气体CO检测传感器的候选者,为开发高灵敏、低功耗的磷酸铁锂储能电池热失控特征气体检测传感器提供理论支撑。

关键词： 锂离子电池安全   热失控传播   预防   隔热材料   布局方式  

摘要： 锂离子电池的热失控传播可能带来火灾甚至爆炸风险,这已成为阻止其进一步广泛应用的迫切问题。在本研究中,使用了玻纤气凝胶和陶瓷纤维毡来抑制电池的热失控传播,探索了隔热材料的种类及厚度对抑制效果的影响。进一步设计了单块阻隔和间隔阻隔两种模式,前者表示每隔一块电池放置一片隔热材料,后者表示每隔两块电池放置一片隔热材料。研究结果显示,在单块阻隔模组中,2 mm和1 mm厚度的玻纤气凝胶都能有效阻止热失控传播,受保护电池的前后表面温升分别为193.6℃、86.1℃以及222.6℃、86.8℃;而2 mm厚度的陶瓷纤维毡则只能延缓热失控传播的速度,无法完全阻止。在间隔阻隔模组中,使用2 mm玻纤气凝胶进行阻隔时,受保护电池的前后表面温升分别为168.3℃、56℃,这说明在遭受滥用条件时,间隔阻隔模组对电池的保护效果更加优异。本方案在一定程度上缓解了隔热材料使用及模组能量密度之间的矛盾,对锂离子电池模组的安全设计具有重要的理论指导意义。

关键词： 磷酸铁锂回料   ICP-OES   高温热解   复杂金属杂质   测量系统分析  

摘要： 随着锂离子电池产业的蓬勃发展,废旧锂离子电池及锂离子电池生产过程中的报废体量剧增,锂离子电池相关的回收产业发展迅猛,其中磷酸铁锂电池的市场最大。无论哪种回收路径,回料中的金属杂质成分都比较复杂,而金属杂质的准确测定,对锂离子电池回收产业至关重要。文中通过高温热解法对样品进行前处理,建立了一种用ICP-OES测量复杂基体中多种金属元素的分析方法。将高温热解得到的磷酸铁锂回料进行高温下的酸消解,然后在ICP-OES中对不同的观测位进行比较。将得到的数据进行测量系统分析,通过计算精度/容差(%P/T)评估最佳的检验能力组合。经过对比,发现270℃的高温消解更利于金属异物的充分溶出,Al(径向)、Na(径向)、Ni(径向)、Mn(径向)、Cr(轴向)、Zn(径向)的ICP-OES观测方位组合能更准确、稳定地分析复杂基体的金属杂质元素组分。该分析方法简单、高效、计算量小,便于快速评估检验能力。在利用ICP-OES进行复杂基体的金属异物分析方面,此方法具有很好的借鉴意义。

关键词： 锂离子电池   微量量热仪   产热   镍钴锰酸锂   磷酸铁锂  

摘要： 动力锂离子电池(LIB)的安全问题,尤其是热失控这一频发的安全事件严重影响乘车人员的安全以及新能源汽车的推广.本工作使用C80微量量热仪准确测量了商用锂离子电池的内在产热,通过研究分析不同质量比例的负极-电解液产热及不同质量比例的正极-负极产热,明确了LIB在热失控阶段的主要反应分为负极与电解液反应放热(130~200℃),三元镍钴锰酸锂(NCM)正极释氧与负极反应放热(200~240℃)和磷酸铁锂(LFP)正极释氧与负极反应放热(240~300℃)等.通过使用去卷积数学方法对不同质量比例的负极-电解液及不同质量比例的正极-负极产热分析研究表明,在商用锂电池注液系数条件下,电解液会优先与负极反应且被全部消耗,剩余嵌锂负极会进一步与正极反应放热,且反应热与正极材料特性密切相关.残余正极物质虽然结构坍塌仍会释氧,但由于缺少与之反应的负极或电解液,热量不会再明显增加.通过对不同荷电状态(SOC)及不同类型的锂电池主材进行产热测试,能更好地指导电极材料的改性和电池组装的开发设计,从而提高LIB整体热稳定性和安全性,最终获得整包和新能源车的安全提高.

关键词： Na-Mn共掺   LiFePO_(4)   正极材料   晶体结构   电化学性能   能带   第一性原理计算  

摘要： 利用碳热还原法成功制备了Li_(0.97)Na_(0.03)Fe_(7/8)Mn_(1/8)PO_(4)正极材料,运用XRD、SEM、EDS和电化学测试等手段对其晶体结构、形貌、元素分布和电化学性能进行研究,并结合第一性原理计算分析材料性能提升的机理。结果表明,Na-Mn掺杂一方面导致LiFePO_(4)晶格畸变,晶格体积增大,扩大了锂离子迁移通道,为锂离子嵌入/脱出提供更大的空间;另一方面使材料在电化学性能上表现出优异的高倍率性能和循环稳定性。Na-Mn掺杂有利于提高材料的锂离子扩散系数和电导率,从而提高其电化学性能。基于第一性原理计算结果表明,Na-Mn共掺杂使LiFePO_(4)晶格膨胀,晶格体积增大,并促使带隙宽度减小,增强了费米能级附近的电子态密度,提高了材料的电子电导率和锂离子迁移率。

关键词： 磷酸铁锂   锂离子电池   复合电源   超级电容器   并联   起动   低温  

摘要： 铅酸电池低温下大电流放电能力显著减弱,不能快速可靠地起动车辆。测试磷酸铁锂锂离子电池组及其与超级电容器并联的复合电源的低温放电性能。超级电容器的低温大电流放电性能可对锂离子电池组的放电电流进行补偿,降低放电倍率。复合电源在-40℃下以180 A放电时,超级电容器放电电流最高为127 A,大大降低了锂离子电池组的放电倍率,放电电压提升34.9%。复合电源的低温大电流放电性能,可保障车辆的低温起动。