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不同比表面积的磷酸铁锂对锂离子电池的影响
李影;张正;周若;詹世英;那秀辉;为了探究不同比表面积的磷酸铁锂对电池性能的影响,以人造石墨为负极材料,使用同一款型号不同比表面积的磷酸铁锂(A组比表面积为10.75 m2/g ,B组比表面积为12.78 m2/g;)为正极,通过叠片工艺,制成3Ah小软包电池进行验证和评估,并通过制备工艺及电化学测试表征了不同比表面积下的加工性能、倍率充放电性能、DCR、高低温放电以及常温循环性能。结果表明:在相同固含量时,小比表面积的LFP制成正极浆料相对粘度更低,在粘度相同时,小比表面积的LFP制成正极浆料相对固含量更高,因此在生产过程中的搅拌工序,比表面积小的样品更节省溶剂,节约成本。适当范围内,大比表面积LFP制成电池的DCR、低温放电性能、倍率性能会更优。但常温循环性能较小比表面积LFP制成电池的差。
应用型本科院校电池专业育人路径探索
赵芳;李红华;李捷;马红欣;伴随全球能源转型背景,新能源电池产量与日俱增,电池产业链人才需求范围广,用人量大,但企业招聘与本科院校毕业生形成求职难用工荒的局面。基于此背景深化产教融合,分析了产教融合的内涵、电池专业在行业需求与教育模式方面的现状,进而构建了基于产教融合应用型本科院校电池专业的育人路径,包括定制化人才培养模式、重建课程体系、强化实践教学环节、加强师资队伍建设、完善校企合作机制等方面,为电池专业培养高素质技术技能人才提供参考,推动产业与教育的深度融合发展。
基于温度场分布及仿真的锂电池铁路运输高温安全性研究
汤旭旭;韩正恒;储徳韧;周赵淋;许铤;郭文翔;随着锂电池行业的快速发展,锂电池运输安全备受各界关注。铁路运输具有货运量大、便捷、成本低等优点,但运输时间之长、区域之广所带来运输过程中较大的环境差异,给锂电池安全运输带来更多的不确定性。本工作选取极端高温城市的铁路枢纽区域为实验地点,通过在集装箱和盖车布设温度采集点进行实地温度采集,分析温度变化规律,并将实地采集数据作为数据源进行集装箱温度场仿真模拟。结果表明,盖车车厢及集装箱内温度随高度增加而增大,内顶表面最高温度分别达到71.9 ℃和69.1 ℃,远高于室外无遮挡的最高温度40.6 ℃;另外,温度场仿真结果显示,集装箱最高温度值超过75 ℃。另选取18650镍钴锰三元锂电池进行高温搁置实验及热失控分析表明,电池在高温环境的运输过程中面临性能加速衰减和更高的热安全风险。综合现场实测、温度场数值模拟和锂电池高温搁置热失控研究,结果表明锂电池长距离跨区域铁路运输应充分考虑运输过程中的温度场对电池性能和热安全性的影响。
局部高浓度电解液研究进展综述
陈中华;吴文飞;代兆凤;古洪亮;林仪;魏群婵;廖俊;局部高浓度电解液(LocalizedHigh‐ConcentrationElectrolytes,LHCE)作为继稀电解液与高浓度电解液后的新一代电解液体系,通过在高浓度盐–溶剂簇中引入惰性、非配位稀释剂,在显著降低黏度与成本、提升离子电导率的同时,保留了无机成分富集界面膜、宽电化学稳定窗口和优异界面稳定性等优势。LHCE具有类胶束微观结构(局部浓度5–7mol/L),减少游离溶剂分子,抑制副反应生成,并促进富LiF的SEI/CEI膜构筑,从而在锂金属电池、高电压正极(如NCM811、LNMO)及硅基负极中展现出长循环寿命、宽温域适应性和高安全性。多尺度表征(SAXS、cryo‐TEM、NMR、SERS等)与理论模拟(MD、DFT、机器学习)揭示其“簇协同–簇间跳跃”离子输运机制及阴离子优先分解路径。性能优化策略涵盖锂盐/溶剂/稀释剂比例调控、成膜添加剂引入及功能化设计,探索了无氟、高熵、自修复等新方向。本文系统评述了LHCE 的理论基础、结构–性能关系、应用进展与性能调控方法,指出其在成本、环境及机理研究方面的挑战,并提出无氟化与智能化设计的产业化可行路径。
铅酸电池脉冲化成研究进展
周成刚;杜千;铅酸电池凭借低成本、安全可靠以及技术成熟的优势广泛应用于储能、通信和动力电池领域。然而,传统的“三充两放”化成工艺具有时间长、化成电量高的缺陷,导致铅酸电池的生产周期长以及成本增加。针对这一行业共性问题,脉冲化成能够显著提高铅酸电池的化成效率和电能利用率。本文综述了近些年来脉冲化成在铅酸电池上的研究进展,分析了脉冲化成对铅酸电池的作用机理和性能的影响,为减少铅酸电池的生产周期、降低成本以及优化性能提供了一种思路,并展望了脉冲化成未来的发展趋势以及应用前景。
锂离子电池防止热失控技术专利分析
胡静;以全球锂离子电池专利为研究对象,介绍了全球和中国申请的趋势,以及各国申请量占比。指出技术分布为材料、结构、热管理(Battery Management System, BMS)、测试、消防和方法,统计了各技术分布的申请趋势以及二级技术分布。材料改性主要包括加入阻燃材料、吸热材料、隔热材料和导热材料以及提高材料的热稳定性,结构改性包括冷却结构、泄爆泄压部件、排气结构、散热结构、微型灭火装置等,并将材料和结构中类似的方法进行对比,以专利文献为例指出区别和类似之处。还介绍了专利维持年限以及主要创新主体,对宁德时代和比亚迪的专利申请进行分析对比。分析锂离子电池的未来发展前景,建议企业继续研究重点申请人的新兴科研技术,注重全球专利布局。
蓄电池领域国际标准化研究进展
李振刚;白玉;邵丹;刘冉冉;耿振峰;王晓冬;何鹏林;国际标准已成为各国产业参与全球竞争的战略制高点,更是掌握行业关键话语权的核心要素。就蓄电池领域而言,我国已是世界上最大的生产国、使用国和出口国。蓄电池领域的国际标准研究现状尚未系统化总结分析。在本文中,一是全面系统分析了国际标准化组织(ISO)和国际电工技术委员会(IEC)系统中与蓄电池相关的国际标准。二是全面阐述了我国蓄电池领域国际标准研究现状,剖析了我国作为蓄电池产业大国与国际标准制定不匹配之间的矛盾。三是希望国家政策、企业和科研院所等多积极支持国际标准制定,更好提升我国蓄电池领域国际标准制定话语权。
镁锂混合电池的研究进展与展望
李天一;卫武涛;米立伟;王红芳;镁锂混合电池可以结合Li+电池的高容量/高电压正极,有着高容量且无枝晶的镁金属负极的优点。因此,镁锂混合电池在过去的10年中得到了越来越多的关注。为了更好的探究镁锂混合电池,在本综述论文中,我们首先总结了镁锂混合电池的正极材料,聚焦于正极材料的开发与优化。全面总结各类正极材料的电化学性能表现,包括但不限于金属氧化物,层状过渡金属硫化物,有机共轭聚合物等,深入分析不同材料在镁锂混合体系中的离子存储机制、电压平台特征及容量保持能力。通过对比不同正极材料的适用场景与技术瓶颈,为高性能正极材料的设计提供理论依据与实践参考。其次介绍了镁锂混合电池的负极材料和电解液相关设计,最后,提出镁锂混合电池存在的技术障碍和发展展望,以构建更优的镁锂混合电池。本综述有助于设计和构建具有高能量密度、高功率密度和优异循环稳定性的镁锂混合电池,为镁锂混合电池的工业化应用奠定基础。
基于尺寸优化的储能Pack液冷板轻量化设计及热-力性能验证
吴成涛;张健;金金铭;祝方方;百MW级大规模储能电站日益增多,对储能大容量化技术的需求更加迫切,电网对大容量储能系统的并网友好性有更高要求,就储能系统自身而言,电池簇精细化管理的内部需求凸显,同时储能集成系统成本承压,也需要整体管控。作者从仿真角度分析发现储能Pack的液冷板有部分降本空间,故本文采用尺寸优化的方法,以液冷板质量最小为优化目标,截面厚度尺寸为设计变量,Pack静强度为约束条件,使液冷板重量整体下降 25.2%。根据尺寸减重优化后的尺寸结果构建新的储能PACK模型,发现尺寸减重优化后的液冷板使Pack内的电芯温度更加均一,静强度均小于材料的屈服强度,道路运输分析最大置信应力均小于材料屈服,满足设计强度要求。
储能安全测试方法UL9540A 介绍及第5版更新解析
孔庆刚;朱海峰;胡慧翎;电芯热失控是所有电池储能系统安全事故可溯源到的一种现象,热蔓延是热失控可引起的最恶劣的结果。评估热蔓延发生后的安全风险,是非常科学和合理评估热失控风险的方法。UL9540A由美国的UL Solutions公司制定,用于电池储能系统的电池组发生热失控导致火灾蔓延的情况下的安全风险的测试评价方法,基于UL9540A的测试不仅可以帮助提升产品的安全性能,也可以为消防部门提供判定依据,因此标准虽然不是强制标准,但是在北美储能系统安全性方面有极高的接受度,成为全球性的评判电池储能系统安全性的重要参考。本文阐述了UL9540A标准的应用背景,重点介绍了该标准的主要内容和第五版的重要变化,为储能行业及相关的从业者提供指导和建议。