2025年 03期
梯次利用无标识锂离子电池的余能测量
吕媛媛;李锦花;马腾洲;新能源汽车对降低石油依赖和减少废气排放具有十分重要的环境意义和社会意义。作为新能源汽车的核心动力源，锂离子电池在各类电子产品和汽车领域中被广泛应用，目前已进入大量梯次回收利用阶段。本文选取最常见的车用电池进行简要分析，结合试验数据对其基本属性予以阐述，并提出以下方法和判别标准：（1）无标签标识的锂离子电池的余能测试方法；（2）梯次利用锂离子电池的判别标准，以期对梯次利用锂离子电池的检验监管提供助力。
炭系水性导电复合涂层的制备及性能研究
马芳;陈国标;胡春益;针对现有水性导电涂层制备成本高、表面润湿角较小的问题，以水性丙烯酸树脂为成膜物质，价格低廉的炭黑和石墨为导电填料，通过与其他助剂共混，制备了一种绿色环保、导电性能优异的水性导电涂料。探究了石墨和炭黑总质量分数、石墨/炭黑质量比、丙烯酸树脂质量分数及偶联剂质量分数等因素对涂层的体积电阻率和附着力的影响。结果表明：当石墨/炭黑的质量分数为10%、石墨/炭黑的质量比为3∶2、丙烯酸酯质量分数为10%、偶联剂质量分数为1.5%时，涂层的综合性能最优，其电阻率达到0.103 4Ω·cm，附着力为1级，硬度达到HB，静态接触角达到91.84°。
大容量储能电池的安全性研究
党彦宝;陈中军;陈海廷;娄豫皖;本研究采用厚度为9μm、孔隙率为45%的聚乙烯（PE）基膜，对比了自研430 Ah大容量电池与常用280 Ah储能电池的性能差异。测试数据表明，采用叠片结构和隔膜涂胶设计的430 Ah电池在电化学性能和安全性能方面均显著优于卷绕结构的280 Ah电池，在针刺测试中温升控制在3℃以内。此外，430 Ah电池在循环450次后容量保持率达到98.5%，比280 Ah电池高3%。叠片结构设计和隔膜涂胶优化设计保证了电池的安全性，提升了电池容量和性能，实现了更长的循环寿命。本研究为大容量储能电池的发展提供了借鉴。
基于轻量化要求的动力电池包复合底护板方案分析和试验研究
成传胜;赵亮;李辉;动力电池包安装在电动汽车的底部，离地间隙通常只有十几厘米，底部容易磕碰导致电池包起火。为兼顾轻量化与防护性能要求，本文选用聚丙烯加玻纤（PPA）、芳纶、泡沫铝板等几种可以作为电池包底板的新型材料进行研究。对材料进行板材级挤压测试，根据试验结果对仿真模型进行修正，得到力学参数。进行整包的底部球击测试，得到不同材料的电芯侵入量和变形模式。仿真和测试结果表明，8 mm PPA复合材料（8 mm为厚度）的电芯侵入量最小，且质量相对较轻，满足性能要求。此研究对电池包的底部防护设计提供了参考，具有工程借鉴意义。
锂离子电池隔膜连续高速卷绕结构的实现
吴学科;陈飞;阳如坤;杨吉;贺雁;陈荣军;杨飞飞;锂离子电池卷绕机作为锂离子电池生产的关键设备之一，其性能直接影响锂离子电池的生产效率和产品质量。文中提出了一种隔膜连续高速卷绕机，介绍了其工作流程、主要模块及控制策略，并进一步阐述了隔膜追切技术、卷针吸附技术及自动变卷径技术的实现方法和结构。这三种新技术将卷绕机的整机效率提高了30%以上，有效提高了生产效率，并有助于实现卷绕电芯的规模化生产。
富锂正极材料在常压下的电化学性能及应用
谈亚军;冯明燕;王正伟;在常压条件(电压范围为2.7～4.2 V)下，富锂正极材料电化学性能的研究结果显示该材料具备显著优势。在常温环境下进行的1 C倍率充放电循环测试中，材料的容量基本保持稳定，经2 500次循环后，容量剩余率达103.4%(对比2.7～4.3 V电压区间测试时，材料经200次循环后容量剩余率仅为90%左右)。循环初期，放电容量的不断提升以及X射线衍射(XRD)组分精修结果均表明，在常压条件下Li2MnO3存在缓慢分解现象，并在充放电过程中发挥补锂作用。进一步将富锂材料与锰酸锂以不同质量比复合，作为正极活性材料组装成电池。实验结果表明，在富锂材料添加量为50%(质量分数)的复合体系中，电池在常温下以1 C倍率进行充放电循环500次后，容量基本不衰减；在45℃高温环境下，以1 C倍率进行充放电循环400次后，容量剩余率仍高达94.3%。富锂材料的补锂作用有效减缓了锰酸锂在前期循环中的大幅容量衰减，使锰酸锂性能提升超过20%，同时提高了电池体系的能量密度。
面向锂电池固态化的界面特性及表征技术分析
韩策;申韶鹏;孙洪睿;固态电池因其优异的安全性和高能量密度成为下一代电池技术的重要发展方向。然而，固-固界面作为电池内部离子传输的重要通道，面临着点接触、离子传输效率低、界面副反应和机械稳定性差等挑战。本文综述了固态电池中固-固界面的特性，并评述了电化学分析技术、拆解分析技术、无损检测技术以及在线传感技术等先进表征技术的应用。通过界面劣化过程解析，揭示了接触裂化与副反应裂化的协同作用机制。面向固态电池装车应用需求，展望了界面工程的未来发展方向，提出复合电解质设计、功能性添加剂开发等界面改性策略，并探讨了界面科学的新研究方向。
三元材料规模化生产技术探析
战令浩;王锦坤;谢乐琼;王莉;虞兰剑;何向明;镍钴锰酸锂（NCM）是一种成熟的三元层状正极材料，具有高能量密度、优越的倍率性能和良好的循环性能，目前已经得到了广泛的应用。NCM的产业化面临着粉体输送、均匀混合、气氛保护、稳定烧结等技术难题，且因安全性和一致性的考量，需要对其进行筛分和除铁。文中综述了产业化条件下使用固相烧结法制备NCM的工艺流程及设备，以及粉体输送的工艺。介绍了NCM产业化生产的全过程，包含前驱体的制备、投配料、一次烧结、二次烧结、水洗、成品后处理工序，产线应用减量秤、高速混合机、辊道窑、气流磨、水洗釜等典型设备，并在适当的位置添加超声波振动筛与除铁器进行筛分和除铁处理。对比实验室环境下与产业化生产的差异，包含工序复杂度、设备成本、气氛控制、制备精度、产物性能等方面。本文通过总结相关文献、对比分析工作，认为锂离子电池正极材料生产线未来将继续向智能化、高产能、环境友好的方向发展，高品质的材料合成是未来发展的重点和难点。设备重点向适应新工艺及提高产能方向改进，新工艺的设计也尽量考虑实际生产的现况及成本，二者相辅相成，才能共同推进产业化的持续发展。本文旨在为科研工作者提供借鉴，增进对当前的主流生产工艺、生产线和设备的了解，促进生产工艺的整合与优化，提高产线的自动化和智能化水平，助力科研方向与生产需求的结合，推动前沿科研发展的新技术、制备的新材料向产品转化。
富锂锰基氧化物正极材料制备方法研究进展
李云霞;万亚锋;师启华;王金涛;吕正中;富锂锰基材料x Li2MnO3·(1-x)LiMO2(M=Ni、Co、Mn、Zr、Mg等)是一种层状结构的锂离子正极材料，因高可逆比容量(>250 mAh/g)和低瓦时成本而备受关注。富锂锰基材料已成功应用于不同场景，常见于纯用正极材料(固态电池优选正极材料)、混掺类(与锰酸锂、磷酸锰铁锂等混合使用)、正极补锂剂等多种场合。富锂锰基材料的合成方法多样，主要包括溶胶凝-胶法、共沉淀法、聚合物热解法、水热合法以及固相法，其中共沉淀法工艺成熟，产业化程度相对较高。富锂锰基正极材料因其性能不断创新升级，前景广阔，预计未来将向大规模商业化应用方向发展。
2024年中国废电池回收利用行业发展情况分析
王海波;张春强;林虹;钱飞宏;袁朝勇;金永根;蔡军全;焦亚伟;曹国庆;本文概述了我国电池市场需求情况，通过电池质量分析电池生产、销售与废电池回收处理过程中的物质流。讨论了2015—2025年锂离子电池、铅蓄电池、镉镍电池、氢镍电池、锌锰电池、太阳能电池等系列电池产品产销量、进出口量与消费量，推估废电池产生量与回收处理量，2024年废电池回收处理量达到683万t，回收价值约为604亿元。汇编了废电池回收处理与再生材料相关政策法规与电池标准，为废电池回收利用企业和科研机构提供行业信息分析，为企业经营提供参考。