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三元共晶溶剂回收钴酸锂电池正极材料并再生的研究
李辉龙;夏冰;汪国庆;为了高效回收废旧锂离子电池中的有价金属,降低对环境污染造成的影响,本文通过使用新型绿色环保的三元共晶溶剂回收废旧锂离子电池中高价值金属钴和锂进行研究。在140 ℃,5 h,L/S=50的条件下,使用该三元共晶溶剂浸出钴和锂的效率分别可达99.76%和99.29%,同时浸出时的分子动力学表明该浸出过程受到界面化学反应控制。接着对浸出产物进行进一步处理,使其再生成为新的钴酸锂电池正极材料,结果表明再生钴酸锂的电化学性能与商用钴酸锂电池正极材料的电化学性能相当。本文提出的使用三元共晶溶剂回收废旧钴酸锂电池正极材料并再生是高效且环保的方法,具有广泛的应用前景。
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9μm,孔隙率为45%的聚乙烯(PE)基膜,对比了自研430Ah大容量电池与常用280Ah储能电池的性能差异。测试数据表明,430Ah电池采用叠片结构和隔膜涂胶设计后,其电性能较卷绕结构的280Ah电池更优,在安全性上表现出显著优势,针刺后温升低于3℃。此外,430Ah电池在循环450次后容量保持率98.5%,比280Ah电池高3%。测试数据表明,通过叠片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,实现了更高的循环寿命。本研究为大容量储能电池的发展提供了新的借鉴。
原位XRD体系在锂离子电池中的研究
嵇明翔;宋林霏;朱振东;本文对不同正负极材料组成的锂离子电池,在充放电过程中检测其原位XRD(in-situ XRD)数据,通过结果组成的多种谱图,用来分析电池的内部材料在反应进行过程中的锂离子脱出与嵌入,晶格的膨胀和收缩,多种金属元素价态的转变,相变过程与多相的共存等关于物质微观结构与晶格参数变化方面的数据,从而利于确定锂离子电池在不同反应过程阶段的影响。
DRT方法分析过充对阻抗影响
崔莞琪;李丽娟;宋林霏;朱振东;本文研究了不同倍率过充对三电极锂离子电池阻抗的影响。通过0.2C电流进行过充实验,使用弛豫时间分布(DRT)的方法分析了电池过充前后在不同荷电状态(SOC)下的阻抗变化。结果表明,过充会导致电池的电荷转移阻抗(R_(ct))和固态电解质界面(SEI)膜的阻抗(R_(f))增加;另外过充会使得DRT曲线中对应的SEI膜阻抗的峰增加,对应SEI膜成分的变化。
锂离子电池中负极材料比容量的测试方法及其应用
冯明燕;王芳;赵肃莹;选用磷酸铁锂材料做正极,人造石墨材料做负极材料制备10Ah软包锂离子电池。在全电池设计过程中,采用正极容量过量的方法,并对电池进行不同SOC充电,然后分别进行电池放电和电池拆解操作,分析放电曲线,观察电池负极极片析锂情况。结果显示,此种方法可以精确计算出负极材料在锂离子全电池中发挥的容量值。
水性黏结剂PAA对LiFePO_(4)锂离子电池性能的影响
吴敏聪;姚悦;本文主要研究了水性黏结剂聚丙烯酸(PAA)对LiFePO_(4) 锂离子电池性能的影响。通过添加水性黏结剂PAA,研究其在负极浆料的加工性能,并将PAA做成全电池研究其电化学性能。极片面电阻测试表明,添加了PAA后电阻降低,剥离力相应提高。电性能测试表明,添加PAA的电池性能明显优于未添加PAA的电池性能。倍率性能和高温性能有所优化,常温1C/1C 循环950次容量保持率为分别为94.32%和89.12%;高温(45℃)1C/1C循环500次,电池容量保持率为93.46%和91.40% 。
功能化金属-塑料复合集流体:面向更安全的锂离子电池
张稚国;李华清;王莉;何向明;高能量密度锂离子电池的安全性对于未来电动汽车的发展将变得越来越重要。金属化塑料复合集流体(MPCC)作为惰性活性材料,是同时提其高能量密度和安全性的关键组分。目前,除了通过设计新型塑料膜聚合物基底、优化制备技术以提高导电性、机械强度和金属/塑料膜界面附着力等,研发功能性聚合物基底也是高性能MPCC发展的重要方向,使其有效减轻锂离子电池热失控的风险。本文综述了目前功能化聚合物基底所采用的方法,包含了将无机/有机阻燃剂掺入聚合物中;开发温度敏感和热响应的MPCC材料,引入正温度系数效应;或者提高聚合物基底的热稳定性,从而提高高比能电池的安全性能。本文为MPCC的发展提供了功能化方向,以期推动其在锂离子电池中的应用。
钴酸锂前驱体四氧化三钴洗涤降硫工艺
陆从理;李智超;马源;孙卫华;四氧化三钴(Co_(3)O_(4))是锂离子电池正极材料钴酸锂(LiCoO_(2))的关键原料。本研究旨在通过优化洗涤脱硫工艺,降低四氧化三钴中的硫含量,以提高钴酸锂电化学性能。通过实验研究,分别探究了纯水溶液、碳酸氢铵溶液、氢氧化钠溶液的洗涤脱硫效果,确定了三种洗涤液水洗的最佳工艺条件,四氧化三钴中S含量可以分别控制在200 ppm、100 ppm和10 ppm以内并且不会引起粒度分布和微观形貌的改变。
无模组电池包保温结构设计与性能分析
邓辉龙;张红松;李家敏;随着电动车和可再生能源存储系统的广泛应用,电池包的保温性能日益成为关键技术指标。本文围绕无模组电池包的保温性能进行设计与分析,以某款纯电动车的电池包为例,运用传热学原理对其箱体进行分析,识别了影响电池包保温性能的主要因素。利用Catia软件对电池包进行了三维建模,采用Star-ccm+中的热流耦合方法对电池包的温度场进行了仿真模拟。结果表明:电芯在-20℃下保温6h的降温速率约为3.67℃/h,在55℃下的升温速率为2.83℃/h。通过实验与仿真结合,验证了该电池包的保温层很好地满足了保温要求,具有良好的应用性。
基于扫频和单频阻抗的在线析锂检测方法
李丽娟;陈丹丹;宋林霏;本研究提出了一种基于扫频和单频阻抗测试的在线析锂检测方法,并将其应用于磷酸铁锂(LFP)圆柱和方形铝壳电芯中。通过监测充电过程中阻抗的变化,实现了对电芯析锂现象的实时检测。实验结果表明,扫频和单频方法均能识别析锂的发生点,且两者结果较为一致。此外,实验还验证了单频测试在不同倍率下对LFP圆柱电芯析锂监测的可靠性,在5℃低温条件下,随着充电倍率的增加,析锂发生的时间提前;同时还验证了在25℃,2.5C充电条件下扫频和单频测试对LFP方形铝壳电芯的析锂检测的可靠性。上述析锂检测方法为锂离子电池的安全监控提供了有效的技术手段,同时为电池设计与优化提供了实验依据。