关键词： 健康状态   参数辨识   电池模组   鹈鹕算法   卷积神经网络   双向长短期记忆网络  

摘要： 电池健康状态(SOH)的评估是电池系统的关键技术之一，其准确性对电池系统的安全运行至关重要。弛豫电压曲线含有丰富的电池信息，而且弛豫时间短，适用于非恒定工况下的电池健康状态评估。本文利用弛豫电压曲线来评估磷酸铁锂电池模组的健康状态。首先，建立了基于时间常数与弛豫时间线性相关的磷酸铁锂(LFP)电池模组的弛豫电压模型，并采用粒子群优化(PSO)算法对弛豫电压曲线参数辨识，提取健康因子。其次，开发了基于鹈鹕算法(POA)优化的卷积神经网络(CNN)和双向长短期记忆网络(BiLSTM)的混合模型，用来评估电池的SOH。研究结果表明，无论是采用1/2 C倍率还是1 C倍率充放电获得的弛豫电压曲线，经过PSO算法参数辨识得到的变时间常数电压值与真实弛豫电压值的相对误差(RE)均不超过±0.12%，表明PSO方法对不同倍率下的弛豫电压具有良好的参数辨识效果。采用1/2 C倍率充放电后的弛豫电压曲线，在训练集低至5%的情况下，测试集利用POA-CNN-BiLSTM模型得到的SOH评估相对误差仍不超过±1.2%；而在1 C充放电倍率下，训练集低至5%时，测试集利用POA-CNN-BiLSTM模型得到的SOH评估相对误差仍不超过±1.6%，表明POA-CNN-BiLSTM模型评估电池SOH具有较高的精度。

关键词： 磷酸铁锂电池   过充机理   短路   析铁  

摘要： 针对磷酸铁锂电池因过充引起的失效问题,通过对比不同批次磷酸铁锂电池的过充曲线特性,结合多种表征分析手段,研究电池因过充引起的失效现象和失效机理。B批次电池过充至1070 s时,电池短路引发热失控。负极片R角处解剖照片呈现灰黑色形貌,出现严重析Fe反应。Fe元素来源于正极片中33.22%(质量分数)的Fe棒状杂质。析出的Fe金属均匀填充隔膜基膜层,造成电池过充短路。电池短路放电会导致Li+回嵌正极,正极片首次放电比容量仅为92.21 mAh/g。该结果为300Ah大容量高安全磷酸铁锂电池的设计和耐受过充性能的改善方向提供了理论依据。

关键词： 磷酸铁锂   形貌   改性   掺杂   回收  

摘要： 作为21世纪锂离子动力电池潜在的“绿色”正极材料,橄榄石型磷酸铁锂(LiFePO_(4),LFP)因其理论比容量(170mA·h·g^(-1))高、电压平台(3.5 V(vs Li/Li^(+)))稳定、安全性高、原料价格低廉且来源丰富、环境友好等优点而受到越来越广泛的关注.然而,较低的电子电导率和锂离子扩散速率影响了LFP的电化学性能和低温性能.此外,LFP振实密度较低,导致体积能量密度较低,一定程度上也限制了其进一步应用.目前,LFP正朝着高能量密度、长循环寿命方向发展.研究人员通过不断探索LFP的充放电原理来优化合成路线,并尝试碳包覆、掺杂改性、纳米化等方法来提高材料的性能.基于上述研究,分析总结了LFP的结构、制备方法及其优缺点、改性策略及回收利用等,并对LFP的发展趋势进行了展望.

关键词： 牵引蓄电池   磷酸铁锂电池系统   电池管理系统  

摘要： 随着国家对环保方面的重视,清洁能源广泛应用于各个领域,城轨用户也青睐于将清洁能源用到其轨道养路机械之中,于是出现了混合动力甚至是纯电动力配置,而磷酸铁锂电池系统也因此应运而生。本文着重论述一种磷酸铁锂电池系统的研制和应用,分别从结构设计、功能、试验,以及在电力蓄电池工程车上的应用等几个方面进行阐述。

关键词： 磷酸铁锂电池   存储失效   荷电状态(SOC)   活性锂损失   热安全性  

摘要： 磷酸铁锂电池因长循环周期稳定性、高安全性和低成本等优点在能源存储领域具有广泛应用,是当下主流的电化学储能器件之一,然而目前关于其存储过程性能失效和安全性研究并不充分。本文以某商用圆柱形磷酸铁锂电池为典型储能对象,通过存储模拟实验,借助多种无损分析技术和绝热加速量热仪,探究在不同环境温度(室温~72℃)和多种荷电状态(SOC=0~100%)下磷酸铁锂电池的电化学性能及热安全性演化规律及深层次机理。实验结果表明,磷酸铁锂电池在存储过程中健康状态(SOH)及热失控特征受环境温度和荷电状态影响显著,温度为72℃且SOC为100%时,电池容量衰减速率是室温下的22.1倍,是SOC为0时的5.6倍,温度或荷电状态越高,电池容量衰减越严重,这主要是由于内部活性锂损失LLI和负极活性材料损失LAM_(NE)所导致的。然而经过存储后磷酸铁锂电池的热安全性反而有所改善,这可能与内部活性材料损失导致电池内部体系能量下降有关。此外,借助容量增量技术,基于IC曲线特征峰强构建了电池容量衰减半经验预测模型。本研究为磷酸铁锂电池在未来大规模储能应用中的运行维护和安全防护提供了技术指导。

关键词： 磷酸铁锂电池   储能直流系统   绿色发展  

摘要： 当下,全球正全力迈向绿色发展之路,新能源产业成为关键驱动力。磷酸铁锂电池储能直流系统凭借其在能源存储与转换中的重要作用,在新能源领域占据关键地位。然而,其研发与生产过程面临着资源消耗与环境影响的挑战。如何平衡技术突破、生产效能与生态保护,成为提升产业竞争力、履行环保责任的核心问题,也是推动能源领域可持续发展的必由之路。

关键词： 磷酸铁锂   合成方法   表面包覆   离子掺杂  

摘要： 橄榄石结构的磷酸铁锂(LiFePO_(4))作为一种性能优良的正极材料,具有成本低、容量大、环境友好等优点。但由于磷酸铁锂电池的电子电导率、离子扩散速率低等缺陷,制约了磷酸铁锂在动力电池行业的进一步发展。因此,需要有效的策略来改善磷酸铁锂的电池性能。基于此,系统阐述了高温固相法、水热/溶剂热及溶胶-凝胶法合成磷酸铁锂的具体过程及各个方法的优缺点,表明不同方法对LiFePO_(4)的形貌及粒度影响不同。然后,分析了表面包覆、离子掺杂等改性方法对磷酸铁锂电化学性能的影响,结果表明,两种改性方法均有效改善了离子间电导率及锂离子扩散速率,显著提升其电化学性能。最后,对磷酸铁锂未来的研究方向进行展望,未来仍需深入研究LiFePO_(4)的包覆掺杂技术,推动LiFePO_(4)在锂离子电池行业的持续发展,提高其在高性能锂电池等领域的应用价值。

关键词： 磷酸铁锂电池   废旧锂电池   回收线  

摘要： 贵州首条全要素电池回收线是什么样子?记者在贵州磷化开瑞科技有限责任公司2万吨/年磷酸铁锂电池回收一期项目现场看到,这里的废旧锂电池再生利用工艺,让电池废料摇身一变成为制作锂电池的“黄金原料”。“我们采取热解炉工艺处理废旧电池,不仅分解了有害物质,还保留了电池中的有价金属。”公司安全总监潘先文介绍处理工艺的特点。

关键词： 废旧锂离子电池   磷酸铁锂   直接再生  

摘要： 近年来,废旧锂离子电池磷酸铁锂(LFP)正极材料的回收和处理引起了广泛关注。除了降低废旧电池中有害成分对环境的污染外,电池材料的再生对于资源利用和经济效益也至关重要。综述了固相法、水热法、共晶法及电化学再生方法等LFP直接再生方法的研究进展,介绍了具有开创性意义的新型LFP再生技术,简单介绍了目前废旧锂离子电池材料直接回收的商业化进程,讨论了LFP直接再生法的优缺点以及目前再生工艺中遇到的一些挑战,对该领域未来的发展进行了展望。

关键词： 磷酸铁锂   正极材料   高压实密度   二次烧结  

摘要： 以九水硝酸铁、磷酸二氢铵、碳酸锂、柠檬酸为原料,采用溶胶-凝胶法制备了磷酸铁锂前驱体。在此基础上,将石墨烯和葡萄糖作为一次包覆碳源,聚乙烯醇为二次包覆碳源,并结合二次烧结工艺,成功制备出高压实密度的LiFePO_(4)/C正极材料,其极限压实密度可达2.46 kg/L。所制备的LiFePO_(4)/C正极材料呈现出大小颗粒相间的类球形形貌特征,且石墨烯均匀地包覆在颗粒表面。研究显示,在0.1 C倍率条件下,该材料首次放电比容量可达160.6 mAh/g,首次放电效率达到98.04%;当倍率为0.5、1、2、5 C时,其放电比容量依次为150.3、143.2、135.8、121.2 mAh/g,充分展现出良好的大倍率放电特性。