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基于恒压过程电流变化的析锂检测方法
夏玉佳;吴欢欢;宋林霏;本文基于恒压过程电流变化,提出一种析锂检测的方法。利用镍钴锰酸锂(NCM)单层软包电池进行不同倍率下的恒流恒压测试,同时利用多通道记录仪监控正、负极及全电池电压,分析恒压过程电流变化随时间的关系,得到析锂的倍率;再通过取消恒压过程,观察搁置期间是否有电压平台进行验证,结果表明该方法确实可以用于析锂检测并将该方法应用于磷酸铁锂(LFP)方形及软包电池中。
干燥致组分分聚对磷酸铁锂性能的影响
杜显振;王勇;张敬捧;刘龙;马冲;磷酸铁锂在实验室及生产过程中一直存在着不同干燥方式优劣的争议。通过对比验证喷雾干燥和微波干燥方式对材料的影响。论证了不同干燥方式如何影响材料均匀性以及烧结过程。干燥过程的分聚不可避免,理论上更合理的微波干燥在实际应用中却因为能量集聚更容易产生分聚,并导致过程形貌和磷酸锂异相的产生,该结论为识别干燥工艺对成品影响和异常分析提供了关键性指导。
车用电芯安全测试标准与失效机理分析
黄荣;杨慧敏;安洪力;苏灿;杜润坤;郑旭涵;为系统梳理国内外车用电芯安全测试标准体系、明晰典型滥用工况下的失效机理,本文对比分析机械安全、电安全与热安全三类核心测试项目的技术要求与差异特征,揭示挤压、针刺、过充、热滥用等场景中机械应力、荷电状态、材料特性对电芯失效行为的耦合作用机制。研究表明,国际标准侧重滥用条件下的全面风险评估,国内标准更贴合实际应用场景并强调系统级安全防护;机械载荷速率、压头形式、针刺参数及电化学体系均显著影响热失控触发与演化过程。芳纶隔膜、固态电解质、复合集流体等新型材料可从本征热稳定性、界面相容性与机械强度维度抑制内短路、阻断热链式反应,是提升电芯本质安全的关键路径。研究结果可为动力电池安全评测、标准完善与高安全电芯设计提供理论依据与技术支撑。
基于电化学-热耦合模型的4680圆柱形与刀片形锂离子电池热性能比较
陈子涵;谢峰;圆柱形和刀片形锂电池是目前电动汽车所使用的两种主要类型的电池。本文基于Comsol软件构建4680圆柱电池与刀片电池的电化学-热耦合模型,对比研究两者的热性能。通过数值仿真,分析不同放电倍率下的电压特性、温升规律、温度分布及产热机制。结果表明:4680圆柱电池电压呈“渐变下滑型”,刀片电池呈“阶梯-陡降”型;两者温升均随放电倍率升高而加剧,高倍率后期因产热累积增速加快;4680圆柱电池轴向温度均匀、径向温差大,刀片电池长度方向温度均匀、宽度方向温差大,且温差随倍率增大;两电池在不同倍率下的产热特点存在差异:低倍率时,产热以可逆热为主;中倍率时,各部分产热均呈增长趋势;高倍率时,正负极集流体的欧姆热成为主要产热来源。研究成果可为4680型电池组与刀片电池热性能的评估及热管理系统优化设计提供理论参考。
钠电池涂布模头Gap对涂布质量影响的工程验证
郑治华;王富民;张静;极片涂布是钠离子电芯制造中对精度要求最高的工序之一,涂布质量的一致性与缺陷水平直接决定后工序良率乃至电池的容量、循环寿命及安全性能[1]。狭缝挤压式涂布模头通过将浆料从唇口间隙挤出,在连续运动的集流体基材表面形成湿膜,其中模头唇口至基材表面间距(Gap)是影响浆料流场分布、涂布珠形态与成膜质量的核心几何参数。然而,当前工程应用中Gap值多依赖经验设定,缺乏其与目标涂布厚度之间定量关联的系统研究,导致工艺调试周期长、批次间质量波动大[2-3]。本研究以钠离子电池负极极片为对象,在固定涂布流量(Q=2560 mL/min)、涂布速度(V=40 m/min)、浆料黏度(μ=6500 mPa·s,固含50%)的典型量产工况下,设计9组Gap梯度试验(Gap=70~150 μm,步长10 μm),结合目标单面涂布干厚T=65 μm开展量化分析,系统考察Gap对涂布厚度极差、面密度一致性(COV)、涂布宽度稳定性及缺陷率的响应规律。结果表明:Gap值在90~120 μm区间内涂布综合质量较优,对应Gap/T比值为1.38~1.85;该区间内涂层厚度极差≤7.0 μm(最优6.2 μm),涂宽波动≤0.2 mm,面密度一致性COV达0.36%,缺陷率降至0.31%。研究从流动机理层面阐明Gap过小导致挤压效应与剪切率过高、Gap过大导致涂布珠弯月面失稳的物理解释,为钠电池极片涂布工艺参数优化提供了可量化的工程参考。
锂离子电源系统与氢燃料电池发动机原理及结构异同点研究综述
张永光;高援凯;锂电池电源系统和氢燃料电池发动机在当前新能源行业中得到了越来越广泛的应用,二者属于不同的能源技术,但却又存在许多相似之处。本文通过研究锂电池和氢燃料电池的工作原理,分析了二者供能的内在机理;通过分析锂电池、电池模组、锂电池PACK箱的内部结构,对比氢燃料单电池、电堆、氢燃料电池发动机,确定了锂电池电源系统和氢燃料电池发动机的相同点和差异点,并提出当前绿色能源技术发展的建议。
产教融合背景下产业学院“双向嵌入”建设模式改革研究——以新能源材料与储能产业学院为例
周泽华;李文魁;在国家“双碳”战略与江西省“1269”产业高质量发展计划引领下,新能源产业已成为区域经济发展的重要支柱,但其高质量发展受限于本科层次人才供给与产业需求的结构性矛盾。当前新能源材料本科人才培养普遍面临与产业需求脱节、实践教学薄弱、校企协同育人机制不健全、师资队伍产业经验不足等突出问题。基于产教融合理论、协同育人理论与能力本位教育理论,以江西科技师范大学新能源材料与器件专业为实践载体,构建并系统实践了“双向嵌入”产教融合人才培养模式,从培养方案优化、实践基地共建等方面推进教学创新。实践表明,该模式有效破解了人才培养痛点,丰富了地方高校新工科专业产教融合改革的理论与实践路径。
有机硼包覆对LiNi0.8Co0.1M0.1O2的电化学性能的影响
吕健;张莹娇;陈喜;林浩晋;韩春红;界面修饰包覆对改善高镍正极材料结构稳定性,对开发低成本、高性能、高容量等优点的正极材料至关重要。双戊酰二硼中具有独特的缺电子特性的硼原子,与LiNi0.8Co0.1M0.1O2(NCM811)表面富氧的或带有部分负电荷的位点发生配位或静电相互作用,使得硼化合物可以“锚定”在金属氧化物的表面,该包覆层可有效隔绝正极与电解液之间的直接接触,显著抑制电解液在正极界面的副反应发生。当充放电截止电压为4.5V,含有包覆层的材料的电池循环保持率提升27%左右,7C的高倍率下具有167.84 mAh/g的比容量,而未被包覆的仅有124.72 mAh/g。
锂离子电池容量衰退失效分析中EIS测试方法研究
郭利民;刘仕臻;武家超;刘国福;李葆佳;在锂离子电池容量衰退失效分析中,盲目套用经验性电化学阻抗谱(EIS)测试方法,往往会导致测试流程繁琐、周期延长及成本增加。本文以企业量产的、发生典型动力学损失型容量衰退失效的锂离子电池为研究对象,系统探究了测试温度、荷电状态及测试频率范围对EIS测试结果的影响,建立了一种适用于工业界锂离子电池容量衰退失效分析的高效、便捷、低成本测试方法。同时,本研究还观察到电池电极界面显著增厚的固态电解质界面(SEI)膜,揭示了一种由电极SEI膜异常增厚所致的动力学损失容量衰退失效机制,为长寿命、高可靠性锂离子电池的开发提供了重要启示。
钛酸锂电池不同SOC区间老化特性分析与剩余寿命预测
王茂泽;屈珣;瞿嘉俊;王沁雪;李大鹏;查敏;吴丽霞;随着新能源行业在国内的迅速发展,锂离子电池作为清洁的动力能源被应用于各领域。其中,在轨道交通领域中常用钛酸锂电池和超级电容组合作为辅助或备用电源,以回收制动能量提供动力牵引,从而防止能量的低效利用。钛酸锂电池具有循环寿命长、安全可靠性高等特点,但钛酸锂电池寿命最长可达上万次,寿命获取周期较长,且轨道交通工况中电池很少在满充满放条件下运行,为了研究钛酸锂电池在不同荷电状态(SOC)区间内的老化情况以及利用少量循环数据预测钛酸锂电池的超长寿命,本文设计了不同SOC区间的循环老化试验,从容量、内阻、容量-电压曲线等方面进行衰退特性分析并使用容量增量法提取特征构建老化数据集,之后,利用可以预测时间序列的长短时记忆网络(LSTM)建立电池分区间寿命预测模型,最后,对比了不同窗口长度的剩余寿命预测的效果并验证了模型的鲁棒性,预测误差最低为0.13%,鲁棒性验证结果最低为0.36%。本文对衰退数据的定性分析为老化数据集的构建提供了依据,而建立的寿命预测模型具有可靠的预测效果,有利于解决钛酸锂电池寿命获取困难等问题,加速电池的设计、生产和优化。