混合动力汽车用锂离子电池的研究
新能源汽车电池技术研究及应用
新能源汽车电池技术研究及应用
随着经济的快速发展和城市化的快速推进,汽车已经成为现代人生活中不可或缺的一部分。然而,传统的燃油汽车所带来的环境污染和资源浪费正在越来越受到社会关注和压力。在这样的背景下,新能源汽车如电动汽车的应用市场和关注度也随之增加,而其中最基础和关键的是电池技术。
一、新能源汽车电池技术的研究现状
随着新能源汽车的广泛应用,电池技术的研究也在持续深入。现在主要的电池技术研究包括镍氢电池、锂离子电池、钠离子电池、固态电池等。其中,锂离子电池由于其高能量密度、低自放电率、长循环寿命、环境友好等特点,已经成为目前最广泛应用的电池技术。
然而,锂离子电池仍然存在着充电速度慢、寿命短、安全性差等问题,在使用过程中需要更加注意保养和使用。
二、新能源汽车电池技术的应用展望
随着新能源汽车的不断普及,电池技术也不断升级和改进,其应用前景也越来越广阔。目前,新能源汽车电池技术的主要应用领域包括电动汽车、混合动力汽车及储能系统。
在电动汽车方面,电池技术的稳定性、充电速度、续航能力已经成为了关键因素之一。基于此,新电池技术的应用不断推进,逐渐实现了更高能量密度、更长循环寿命、更低内阻、更高充电速度等等。在以后的发展趋势中,目前主流的锂离子电池有可能会被其它电池技术逐渐替代。
在混合动力汽车方面,电池的应用主要是用来提供辅助动力,通过能量回收和再利用来实现能源的节约和环保。由于混合动力汽车相对电动汽车具有更高的续航能力,所以它的市场需求在汽车行业中也是非常广泛的。
在储能系统方面,电池技术的应用主要是用于储存可再生能源如风能、光能、水能等,来实现能源的高效储存和利用。这种技术在未来的发展中也会受到越来越多的重视和应用。
锂离子动力电池的应用锂离子电池的实效机理
锂离子电池的实效机理
维护机制
为了保持电池的性能和寿命,需要维持适当的充电状态(SOC)和电池健康状态(SOH)。过度 充电或放电都会对电池造成损害,影响其性能和寿命。因此,需要使用电子设备来控制电池的充 电和放电过程
锂离子电池还广泛应用于手机、平板电脑、笔记本电脑等移 动设备中,因为它们具有高能量密度、长寿命和轻便的优点
ຫໍສະໝຸດ Baidu
混合动力汽车
在混合动力汽车中,锂离子电池与传统的发动机一起工作, 以提供额外的动力。这种类型的汽车在启动和加速时可以依 赖电池,而在高速行驶时则可以切换到发动机
电力储存
在家庭和工业环境中,锂离子电池也被用作电网的补充或替 代品,储存可再生能源(如太阳能和风能)产生的电力
锂离子电池的实效机理
总之,锂离子电池的实 效机理是一个复杂的过 程,涉及到多个因素和
步骤
为了充分利用锂离子电 池的优势并延长其寿命, 需要了解其工作原理并 采取合理的使用和维护 措施
THANKS
欢迎领导来夸我
失效机制
随着时间的推移,锂离子电池可能会出现容量下降、内阻增加等问题,最终导致电池失效。 失效的原因可能包括正负极材料的结构变化、电解质的分解、电池内部短路等。为了延长电池的 寿命,需要合理使用和维护电池,避免过度充放电、高温等不良操作条件
锂离子电池在电动汽车中的应用现状及发展综述
锂离子电池在电动汽车中的应用现状及
发展综述
摘要:近年来人们是水平的提高,对汽车需求量也在逐年增多。随着全球环
境污染问题的日益突出和传统燃料资源的枯竭,电动汽车正逐渐成为人们日常出
行的一种新方式,其主要的动力来源是电池。而锂离子电池由于具有高功率密度、较高的能量密度、寿命长、循环性能好等特点,逐渐成为电动汽车主要的能量储
存装置。目前,大力推动锂电池、电化学储能、电动汽车等新能源领域重要技术
和基础装备的发展,逐步降低对石化能源的依赖,探索出一条可持续能源安全路
径是全球诸多国家的重要战略方向。本文就锂离子电池在电动汽车中的应用现状
展开探讨。
关键词:锂离子电池;电动汽车;电池管理系统
引言
作为新能源汽车主导的电动汽车具有污染低,效率高,噪音低,不依赖汽油,结构相比传统内燃机汽车更简单等优点。电池是纯电动汽车的关键核心部件。锂
离子动力电池以其工作电压高、比能量高、循环寿命长、自放电率低、无记忆性、无污染、外形多样等优势,成为了纯电动汽车动力电池的主流之选,但在续航里程、充电时间、安全性等方面仍存在问题。
1锂离子电池工作原理
锂离子电池的构成包括正极、隔膜、负极、有机电解液及电池外壳。按照正
极材料不同,电动汽车行业使用比较广泛的锂电池主要有磷酸铁锂电池和三元锂
电池。以磷酸铁锂电池为例,正极材料采用磷酸铁锂,负极采用石墨,聚合物隔
膜把正负极分开,带电荷的锂离子在其中能够自由移动。其工作原理如下:
充电:LiFePO4-xLi+-xe-→xFePO4+(1-x)LiFePO4;
放电:FePO4+xLi++xe-→xLiPO4+(1-x)LiPO4。
新能源汽车技术研究
新能源汽车技术研究
随着环保意识的不断提高,新能源汽车逐渐兴起。新能源汽车是指使用非传统能源替代传统石油能源的汽车,例如电动汽车、混合动力汽车和燃料电池汽车等等。新能源汽车技术研究的目的就是为了提高新能源汽车的效率和可靠性,同时降低制造成本,使其更加普及。
一、电动汽车技术研究
电动汽车是一种以电池为能源、电动机为动力的汽车。电动汽车技术研究的主要目标是提高电池的能量密度和寿命,同时提高电动机的效率。目前,新能源汽车的普及面临一个重要的问题就是电池的成本高昂,而且寿命较短。因此,电池技术的研究是十分必要的。
在电池技术研究领域,越来越多的企业和学术界开始研究新材料的应用,例如氢化物、锂离子、钠离子、锰氧化物等等。这些新材料具有更高的能量密度和更长的寿命。例如,氢化物电池的密度可达到500Wh/kg,远高于现有的锂离子电池。锰氧化物电池则具有较好的安全性和稳定性。但是这些新材料目前还存在成本高、生产技术难度大等问题,需要进行更加深入的研究和探索。
电动汽车的电机技术也是一个重要的研究方向。目前,电动汽车的电机主要分为交流驱动和直流驱动两种类型。交流驱动电机
具有峰值转矩大、加速性能好的优点,而直流驱动电机则具有更
高的效率和更小的体积。因此,如何结合两种技术的优点进行研究,以提高电机的效率和可靠性,是目前多数企业和学术界的研
究重点。
二、混合动力汽车技术研究
混合动力汽车是指同时搭载燃油发动机和电动驱动系统的汽车。混合动力汽车技术研究的主要目标是提高汽车的燃油经济性和减
少污染排放。
在混合动力汽车技术研究领域,发动机技术的研究十分重要。
混合动力汽车用锂离子电池管理系统的研制的开题报告
混合动力汽车用锂离子电池管理系统的研制的开题
报告
一、选题背景
随着能源短缺问题日益突显,汽车行业向节能环保方向发展已成为
必然趋势,混合动力汽车以其低油耗、低排放等优点成为汽车发展的趋势。同时,随着锂离子电池技术的不断进步,混合动力汽车采用锂离子
电池也成为了一种重要的选择。然而,锂离子电池需要精确的管理以确
保其安全、稳定的工作,并获得最优的性能。因此,混合动力汽车用锂
离子电池管理系统的研制对于实现混合动力汽车的优化、提高汽车的节
能环保性能具有重要意义。
二、选题意义
混合动力汽车在过渡期中,作为传统汽车和电动汽车之间的纽带,
其发展前景广阔。然而,在混合动力汽车中采用锂离子电池也存在一些
困难和挑战,如:电池寿命、安全性、热管理、充放电控制管理等问题。本课题旨在研究混合动力汽车用锂离子电池管理系统,深入了解锂离子
电池的特性,并针对其可能存在的问题进行优化和改进,提高混合动力
汽车的性能和使用体验,同时也为汽车发展做出积极的贡献。
三、研究内容
1.锂离子电池的原理、组成、性能、常见问题及优化措施的研究;
2.混合动力汽车用锂离子电池管理系统的设计、开发、测试及优化;
3.锂离子电池充电和放电控制、热管理、安全保障等方面的研究;
4.混合动力汽车在动力系统和优化方案设计中的应用。
四、研究方法
1.文献研究法:通过阅读国内外相关文献,系统了解锂离子电池和
混合动力汽车的相关技术和发展状况;
2.实验研究法:通过测试锂离子电池的性能,收集实验数据,并分
析实验结果,为优化混合动力汽车用锂离子电池管理系统提供数据支撑;
3.系统分析法:通过对混合动力汽车用锂离子电池管理系统的各个
锂离子电池的应用﹑研究及发展
《锂离子电池的应用﹑研究及发展
ppt》
xx年xx月xx日
contents •锂离子电池简介
•锂离子电池应用领域
•锂离子电池研究热点
•锂离子电池发展趋势与挑战•未来展望与总结
目录
01锂离子电池简介
1锂离子电池发展史
23
锂离子电池的起源可以追溯到20世纪70年代,当时人们开始研究如何利用锂离子在电池中进行电荷传输。
到了1991年,索尼公司成功开发出了商业化的锂离子电池,并一直沿用至今。
近年来,随着电动汽车、移动设备等领域的快速发展,锂离子电池的需求不断增加,同时其技术也在不断升级和完善。
03
在放电过程中,锂离子从负极迁移到正极,同时电子通过外部电路流向正极,为用电器提供电能。
锂离子电池工作原理
01
锂离子电池是一种二次电池,它以锂离子作为电荷载体,利用锂离子在正负极之间的迁移实现电能的储存和释放。
02
在充电过程中,锂离子从正极迁移到负极,同时电子通过外部电路流向负极,为电池充电。
锂离子电池优点
锂离子电池具有较高的能量密度,这意味着在相同的重量下,它可以储存更多的电能。
高能量密度
锂离子电池的寿命较长,可循环使用上千次,有效降低了使用成本。
长寿命
与传统的镍镉电池不同,锂离子电池没有记忆效应,这意味着用户可以随时为其充电或放电,不会影响电池的性能。
无记忆效应锂离子电池的自放电率较低,即使长时间不使用,它也不会失去太多的电量。
低自放电率
02
锂离子电池应用领域
锂离子电池因其高能量密度和长寿命等优点,已成为混合动力汽车的主流电池类型。
混合动力汽车
纯电动汽车需要高能量密度、长寿命和大容量的电池,锂离子电池能够满足这些要求。
锂离子电池在电动汽车行业的应用现状与展望
锂离子电池在电动汽车行业的应用现状与展望
随着全球对环保和可再生能源的重视,电动汽车正成为替代传统燃油汽车的主流选择。而对于电动汽车来说,锂离子电池是不可或缺的重要组成部分。当前,锂离子电池已广泛应用于电动汽车和混合动力车,其市场需求日益增加。本文将探讨锂离子电池在电动汽车行业的应用现状以及展望。
一、锂离子电池在电动汽车行业的应用现状
目前,大部分电动汽车采用的是锂离子电池。这主要是由于锂离子电池的优点:
1.高能量密度:锂离子电池比铅酸蓄电池和镍氢电池等其它电池具有更高的能量密度,可以储存更多的电能。
2.长寿命:锂离子电池具有更长的使用寿命。同时,它们的充电和放电效率也相对较高,这保证了电池供能的稳定性。
3.较小的体积和重量:锂离子电池的体积和重量比传统电池更轻,可以减少车辆的整体重量,提高车辆的行驶效率和续航里程。
另外,与其它类型的电池相比,锂离子电池的环保性也更高,因为它们不含重金属或汞等有害物质。
锂离子电池在电动汽车行业中的应用越来越广泛,全球各大汽车厂商都在不断推出新款和升级版的电动汽车。其中,特斯拉
Tesla的Model S、Model X和Model 3均采用了锂离子电池作为其能源来源。值得一提的是,特斯拉还推出了大型电池储能系统——Powerwall和Powerpack,这些储能系统可以存储太阳能和风能等再生能源,使其能够在需要时供应给家庭和企业使用。
二、锂离子电池在电动汽车行业的展望
随着科技的不断进步,锂离子电池在电动汽车行业中的应用前景非常广阔。未来,锂离子电池的发展重点将放在以下几个方面:
新能源汽车及其电池技术的研究与发展
新能源汽车及其电池技术的研究与发展
第一章:新能源汽车概述
随着国家节能减排政策的不断加强和环境保护意识的日益提高,新能源汽车逐渐成为未来汽车发展的主流趋势。新能源汽车是指
利用新型能源作为燃料或动力,以电为主要能量来源的汽车,主
要包括纯电动汽车、插电式混合动力汽车和燃料电池汽车等。
第二章:新能源汽车电池技术概述
新能源汽车的电池技术是其核心技术之一,主要包括锂离子电池、镍氢电池和铅酸电池等。锂离子电池具有能量密度高、寿命
长等优点,是目前新能源汽车领域的主流电池技术。但是锂离子
电池也存在安全性和稳定性等问题,需要不断进行研究和改进。
第三章:锂离子电池技术的研究和发展
锂离子电池作为新能源汽车的主流电池技术,在其研究和发展
方面也越来越受到关注。目前主要包括石墨负极材料、NCA、NMC、LFP等正极材料的研究和开发。同时,也需要针对锂离子
电池的安全性、寿命、控制等方面进行研究和改进。
第四章:镍氢电池技术的研究和发展
镍氢电池作为另一种新能源汽车电池技术,具有安全性高、循环寿命长等优点。目前镍氢电池主要研究方向包括正极材料的改进和电解液的改进等。
第五章:铅酸电池技术的研究和发展
铅酸电池虽然能量密度较低,但是具有成本低、循环寿命长等优点,在现有的公交车等应用中已经拥有一定的市场。目前铅酸电池研究的主要方向包括正极和负极材料的改进和电解液的改进等。
第六章:新能源汽车电池技术的未来发展趋势
新能源汽车电池技术在未来的研究和发展中,将主要包括提高电池的能量密度、降低电池成本、提高电池安全性和稳定性等方面。同时,还需要将新能源汽车电池技术与智能网联、无人驾驶等领域相结合,以适应未来汽车发展的大趋势。
新能源汽车电池技术研究
新能源汽车电池技术研究
随着全球环保意识的不断提高,对于汽车尾气污染的关注度日益增加。为了打造更加清洁、环保的汽车,各大汽车制造商纷纷推出了新能源汽车,而其中最重要的组成部分就是电池。本文将详细讨论新能源汽车电池技术的研究现状和未来趋势。
一、锂离子电池技术
目前新能源汽车使用最广泛的电池型号为锂离子电池。该电池技术有着重量轻、存储量大、使用寿命长等优点,已经成为许多汽车制造商重点研究的领域。
1. 原理
锂离子电池是一种采用锂离子进行充放电的电化学装置。它由正极、负极、电解质和隔膜组成。锂离子通过电解质和隔膜相互间传输,从而实现充放电过程。
正极通常采用氧化物、磷酸盐或者硫化物等材料,负极一般采用石墨或钛酸锂等材料。电解质则是锂盐溶解于有机溶剂中,而隔膜则是用于隔离正负极的物质。
2. 研究进展
目前在锂离子电池技术的研究方面,主要集中在提高电池能量密度、延长电池使用寿命以及提高安全性等方面。
在能量密度方面,研究人员通过在正极材料上添加新的元素或者采用新的结构设计,已经成功将能量密度提升到了300Wh/kg以上,可以为新能源汽车提供更长的续航里程。
在电池寿命方面,研究人员通过优化电解质配方以及控制充电速度等方法,可以显著延长电池的使用寿命。
在安全性方面,研究人员通过增加隔膜和电解质的厚度以及改进电池极片的设计,可以大大提高锂离子电池的安全性能,降低其因短路、过充或者过放等原因而引起的火灾事故风险。
二、固态电池技术
相较于锂离子电池,固态电池技术可以更好地满足新能源汽车对于高能密度、快速充电和长寿命等需求。固态电池是一种使用固态电解质代替液态电解质的电池。同时,固态电池的正负极也能够采用更轻、更薄,更具有灵活性的材料,使得电池性能具有更高的优越性。
新能源汽车电池技术研究
新能源汽车电池技术研究
一、新能源汽车技术概述
随着环保意识和节能理念的不断普及,新能源汽车逐渐成为市场的主导,使得传统汽车的地位受到了冲击。其中,电动汽车作为新能源的代表,成为发展中最为迅猛的汽车领域。而新能源电池技术则是电动汽车技术中的关键技术,对电动汽车的性能和经济成本有着决定性的作用,其重大意义不言而喻。
二、新能源电池技术现状
目前,新能源电池技术主要集中在锂离子电池、镍氢电池和燃料电池等领域。其中,锂离子电池因其高能量密度、长寿命等优点被广泛应用于电动汽车、手机、笔记本电脑等领域,是目前最为成熟的电池技术之一。而镍氢电池因其高电压稳定性、安全可靠等优点也受到广泛关注,应用于混合动力汽车、电动摩托车等场合。燃料电池则因其零污染、高效率、环保性强等特点,被看作是未来电动汽车的理想动力源。
三、新能源电池技术发展趋势
1. 提高能量密度
新能源电池技术的一个主要趋势就是实现更高的能量密度。由于电池能量密度的提高可以使电动汽车的续航里程增加,因此这
一趋势在未来的发展中尤为重要。目前,固态电池和钠离子电池
等新型电池技术被看做是实现高能量密度的主要途径。
2. 减轻重量
减轻电池组的重量也是新能源电池技术的一个重要发展方向。
随着材料科学和制造工艺的不断进步,电池的组件和结构可以得
到优化,从而使电池组的重量得到降低。此外,在冷却、散热等
方面的改进也可以减轻电池组的总重量。
3. 延长寿命
电池的寿命直接关系到电动汽车的使用寿命和经济成本。因此,延长电池的寿命是新能源电池技术发展的重要方向之一。目前,
通过优化电池的设计、选用高效电解液以及完善的循环管理等措
新能源汽车电池技术研究与发展趋势分析
新能源汽车电池技术研究与发展趋势分析
一、引言
新能源汽车已经成为当前汽车行业的热门话题,然而,新能源汽车的核心技术——电池技术却仍然存在着许多问题,例如续航里程、充电时间、安全性等。本文将从新能源汽车电池技术的研究和发展趋势等角度来深入分析,为新能源汽车电池技术的发展提供一些思路和方法。
二、新能源汽车电池技术的发展历程
目前市面上的新能源汽车电池技术主要有镍氢电池、锂离子电池、酸铅蓄电池。其中镍氢电池由于其具有安全性高、循环寿命长等优点被应用于福特、丰田等公司的混合动力汽车中,但其重量大、体积大等缺点限制了其在新能源领域的发展。锂离子电池由于其高的能量密度和高的充电效率等特点成为了当前新能源汽车主流电池,但是锂离子电池同样存在安全性不高、寿命不长等问题。酸铅蓄电池则因其性价比高,大电流放电能力强得到了广泛应用,但是其能量密度低、寿命短等问题也限制了其在新能源汽车中的应用。
三、新能源汽车电池技术的发展趋势
1、锂离子电池优化发展
在新能源汽车电池技术中,锂离子电池具有高能量密度和高充
电效率的特点,但是其存在安全性问题和使用寿命不长等问题,
所以对锂离子电池进行优化发展具有重要意义。近年来,研究人
员通过添加新型电解液、纳米材料、高分子等方式对锂离子电池
进行了优化,结果显示优化后的锂离子电池的安全性和使用寿命
都有了很大的提升。
2、钠离子电池的发展
钠离子电池是一种类似于锂离子电池的新型电池,但是由于钠
离子电池的氧化电位比锂离子电池低,所以其具有更高的理论容
量和更低的材料成本。随着钠离子电池技术的不断发展,钠离子
浅谈混合电动汽车用锂离子动力电池.
[简介]目前发展混合电动汽车是减少汽车石油消耗和尾气排放的最佳途径,混合驱动对汽车的电存储系统提出了很高的要求。近期镍氢和锂离子电池是混合电动汽车主要采用的二次电池,正处在快速发展阶段的锂离子电池在电池性能和成本上有更大的吸引力。本文将简要介绍我们在车用高功率锂离子电池的电性能、安全性以及电芯设计制造方面的初步认识,以及苏州星恒电源有限公司在车用高功率锂离子电池研发上所做的一部分工作。
一、混合电动汽车与锂离子电池
中国是一个经济正在高速发展的发展中国家,汽车已成为城市的主要污染源,也是每年要花费大量外汇进口石油的原因。油电混合式电动车(HEV)和电油混合式电动车(PHEV)是目前国际上发展最快的两类电动车。HEV完全靠加油站添加燃料,不需要外部充电,这种车辆排放的污染气体不到通常汽车的30%,油耗通常可降低25-50%,丰田年销售几十万量的Prius等已在市场上获得了成功。PHEV电池的容量较大,可以完全依靠电力行驶一定的里程,也有人称之为插电式混合电动汽车,一般PHEV一次充满电可行驶20-80Km,短途行驶则完全依靠电力运行,当需要长距离行驶时,油箱中有油,切换到HEV模式运行,这种车辆可以更大幅度地减少汽油的用量,对于家用小轿车,美国有人预测其节油可达90%。PHEV的另一个好处是可充分利用夜间的低谷电以实现电网电力的充分利用,受到电网公司的欢迎。HEV和PHEV的行驶距离和加油方式均和通常汽油车没有区别,易于为消费者接受,不仅在美国受到热捧,近期也有报道德国有超过30%的人表示愿意购买混合动力汽车。
新能源汽车动力电池技术研究
新能源汽车动力电池技术研究第一章:引言
在过去的几十年中,汽车产业一直是全球经济中最重要的行业
之一。然而,随着全球环境保护意识的增强,传统的燃油汽车对
环境和人类健康的负面影响也日益显现。因此,新能源汽车已成
为未来汽车发展的趋势。其中,动力电池技术是新能源汽车的核
心技术之一。
本文旨在探讨新能源汽车动力电池技术的研究现状和发展趋势,具有一定的专业性和科学性。我们首先从电池的基本原理开始介绍,接着讨论新能源汽车电池的类型和特点,然后重点介绍新能
源汽车动力电池的技术研究和应用现状,并对未来的发展趋势进
行了探讨。
第二章:电池的基本原理
电池是一种能够将化学能转化为电能的装置。电池包括正极、
负极和电解质,其中正极是一种电极,负极是另一种电极,二者
之间被电解质隔开。当正极和负极之间连接导电线时,由于化学
反应,电荷在电解质中流动,从而产生电能。
电池的电能主要由两个参数决定:电压和容量。电压是电池产
生的电能与电池本身的内阻之间的比例,单位为伏特(V)。电池的
容量指的是电池在单位时间内能够放电的电荷量,单位为安时(Ah)。
第三章:新能源汽车电池的类型和特点
随着新能源汽车的发展,目前主要的新能源汽车电池类型主要有铅酸蓄电池、镍氢电池和锂离子电池。
铅酸蓄电池是一种较为简单、成本较低的电池类型。它具有较高的启动功率和较长的使用寿命,但是它的容量较低和自放电率较高。铅酸电池通常用于传统的燃油汽车和混合动力汽车的发动机起动电池。
镍氢电池是一种环境友好、能量密度较高的电池类型。它具有较长的使用寿命和稳定的性能特点。镍氢电池通常被用于混合动力汽车和纯电动汽车的副电池。
电动汽车电池技术的研究和发展
电动汽车电池技术的研究和发展随着经济的发展和环保意识的逐渐增强,电动汽车越来越受到
人们的关注。而其中最重要的一个元素就是电池技术。电池是电
动汽车的心脏,充电速度和续航能力的提升,都离不开电池技术
的进步。本文将从以下三个方面来探讨电动汽车电池技术的研究
和发展。
一、电动汽车电池技术的分类
电动汽车电池主要分为铅酸电池、镍氢电池、锂离子电池三种。其中铅酸电池是历史上使用最为广泛的一种电池,因其电压平稳、经济实用等特点,依然被很多低速、低端电动汽车采用。镍氢电
池是一种高储能和高功率输出能力的电池,因此被广泛应用于混
合动力电动汽车领域。而锂离子电池从近几年开始逐渐普及,因
其比镍氢电池更加轻便、寿命更长、能量密度更高等优势,逐渐
成为目前电动汽车中应用最为广泛的电池技术。
二、电动汽车电池技术的发展趋势
1. 能量密度的提高
能量密度是电池的关键技术指标,也是电动汽车行驶里程和续
航时间的重要保障。在这方面,锂离子电池是目前最具潜力的技术。随着材料科学和化学工程技术的发展,锂离子电池的能量密
度将不断提高,从而进一步增加电动汽车的续航能力。
2. 充电速度的加快
电动汽车的充电速度一直是制约电动汽车普及的一个瓶颈。传
统的充电方式需要数小时才能充满电,而快速充电可以在短短数
十分钟内完成充电。目前,研究人员正在尝试制造更快速的充电器,同时改进锂离子电池的电子结构和化学材料,以加快充电速度,推动电动汽车可用性的提高。
3. 智能化和可重复使用
电池的寿命是影响电动汽车综合运营成本的重要因素之一。目
前已经出现了可重复使用的锂离子电池技术,这将极大地降低电
新能源汽车电池技术的研究与应用
新能源汽车电池技术的研究与应用
一、背景介绍
随着全球能源消费的增长和环境问题的加剧,新能源汽车成为了汽车行业发展的无可回避趋势。而新能源汽车的核心技术之一就是电池技术。因此,新能源汽车电池技术的研究和应用一直备受关注和重视。
二、电池技术的分类
目前,主要的新能源汽车电池技术主要分为锂离子电池和燃料电池。
1.锂离子电池
锂离子电池是目前新能源汽车最主要的动力电池之一。它具有充电时间短、容量大、重量轻、环保等优点。目前,锂离子电池主要被应用在纯电动汽车、混合动力汽车和插电式混合动力汽车中。
技术的改良也使锂离子电池性能得到显著的提升。新型电极材料的应用、电解液的改进以及系统结构的优化等,不仅提高了电池的能量密度和功率密度,还提高了电池的循环寿命和安全性。
2.燃料电池
燃料电池利用化学反应产生电力,目前燃料电池主要应用于燃
料电池汽车。它具备高效、零排放、使用清洁燃料等特点。
其中,质子交换膜燃料电池(PEMFC)是应用最广泛的燃料电池类型之一。它具有快速启动、高效率、适应环境良好等优点。
三、锂离子电池技术的研究
锂离子电池的性能、成本、安全等方面的改善一直是研究重点。
1.电极材料的改善
电极材料是电池的重要组成部分,其性能直接影响着电池的能
量密度、安全性等。电极材料的改良是研究的重点。
目前,骨架材料由传统的石墨改变为特殊的复合材料,如硅(Si)和锂钛酸(LTO),能够提高电池的能量密度和循环寿命。
2.电解液的改善
电解液直接影响着电池的性能和安全性。
传统的有机溶剂电解液中存在引起电池内部热失控的高温分解
问题。为了解决这个问题,研究人员开发了新型电解液,例如固
车用锂离子动力电池实验报告
试验题目:车用锂离子动力电池实验
目录
试验题目:车用锂离子动力电池实验 (1)
1.实验目的: (2)
2.动力电池简介 (2)
a)车载动力电池介绍 (2)
b)国内电动车用锂离子动力电池的标准 (2)
3.实验仪器 (3)
4.试验方法 (4)
5.数据处理分析 (5)
a)分析不同温度下、不同倍率下电池能放出或充进的电量 (5)
b)电池的直流内阻特性(与温度、SOC关系) (7)
c)电池开路电压与温度的关系 (9)
d)电池的开路电压稳定时间 (10)
e)电池的功率特性(与温度、SOC关系) (11)
f)各温度下电池特性比较 (12)
6.实验总结 (14)
7.附录 (14)
a)参考文献 (14)
b)数据处理代码 (15)
1.实验目的:
1)了解动力电池主要性能参数
2)了解动力电池基本性能试验标准及方法
3)了解动力电池试验设备
4)基本掌握试验结果分析方法
2.动力电池简介
a)车载动力电池介绍
新能源汽车动力电池可以分为蓄电池和燃料电池两大类,蓄电池用于纯电动汽车(EV),混合动力电动汽车(HEV)及插电式混合动力电动汽车(PHEV);燃料电池专用于燃料电池汽车(FaV)。主要类型有主要有阀控式铅酸蓄电池(VRLAB)、碱性电池(Cd-Ni)电池、MH-Ni 电池)、Li-ion 电池、聚合物Li-ion 电池、Zn-Ni 电池、锌-空气电池、超级电池、质子交换膜燃料电池(PEMFC)、直接甲醇燃料电池(DMFC)等。
而就电池性能而言,不同需求造成了对电池的性能需求不同。HEV有汽油发动机作为动力来源,更强调加速性能和爬坡能力,因此更注重电池的比功率(要求高达800——1 200 W / kg);PHEV和EV完全以电池作为动力,更强调充电后的续驶能力,因而更关注电池的比能量(要求达到100——160 Wh/kg)。
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作者简介:
余章华(1968-),男,湖北人,武汉大学化学与分子科学学院博士生,研究方向:电化学;
汪 莉(1978-),女,湖北人,武汉力兴电源股份有限公司工程师,研究方向:化学电源;
周运鸿(1940-),男,湖北人,武汉大学化学与分子科学学院教授,博士生导师,研究方向:电化学。・科研论文・
混合动力汽车用锂离子电池的研究
余章华1,2,汪 莉2,周运鸿1
(11武汉大学化学与分子科学学院,湖北武汉 430072; 21武汉力兴电源股份有限公司,湖北武汉 430074)
摘要:混合动力汽车电池主要特点之一是能以15C 以上的大电流放电。用扣式电池测试极片厚度、材料粒度和导电剂含量对电池放电倍率的影响;运用优化的实验参数,做成8Ah 动力电池,并测试电池性能;对8Ah 电池的功率特性进行了讨论。关键词:锂离子电池; 混合动力汽车; 高倍率
中图分类号:TM91219 文献标识码:A 文章编号:1001-1579(2005)04-0248-02
Study on Li 2ion battery for HEV
YU Zhang 2hua 1,2,WAN G Li 2,ZHOU Yun 2hong 1
(11College of Chemist ry and Molecular Sciences ,W uhan U niversity ,W uhan ,Hubei 430072,China ;
21W uhan L ixing Power Sources Co 1,L td 1,W uhan ,Hubei 430074,China )
Abstract :HEV battery should be discharged at above 15C high current 1The effects of the thickness of the electrode ,the parti 2
cle sizes of the materials and the amount of the conductive carbon on the dischar ge rate were studied with the coin cell 1The 8Ah power battery was manufactured with optimized experimental parameters 1The performance of the battery was tested 1The power characteristic of the 8Ah power battery was discussed 1
K ey w ords :Li 2ion battery ; hybrid electric vehicles (HEV ); high rate
混合动力汽车主要动力源是内燃机,在启动加速和爬坡时用电池辅助,减速时通过电池回收能量,从而可以使内燃机始终在其最佳负载下工作,因此可以提高燃油的燃烧效率,同时降低油耗和减少污染气体的排放。这样,对电池的容量要求大幅度降低,但功率要求却相应提高[1]。
一般锂离子电池的最大放电倍率为3~5C ,而目前要将放电倍率提高到15C 以上,难免会有发热的问题。为了研究方便,本文作者首先采用扣式电池来研究配方和工艺对大幅减少电池发热的影响,待各方面条件优化后,再测试8Ah 电池。
1 实验
将LiCoO 2、碳黑、PVDF 按质量比93∶3∶4均匀混合,根据不同的涂覆量涂在厚度为0102mm 的铝箔上,正、反面涂覆厚度相同。将负极材料石墨、SBR (丁苯橡胶)、CMC 按质量比95∶3∶
2混合均匀,涂覆在厚度为0102mm 的铜箔上,正、反面涂覆厚
度相同。将涂好的正、负极片放在真空干燥箱内120℃干燥8
h 。将正、负极片以卷绕方式组装成L IR2430扣式电池,注液后
封口。单体8Ah 电池壳为方形不锈钢,正、负极片按叠片方式装配。采用程控测试仪(武汉产)进行测试,环境温度为20~25℃。2 结果与讨论
211 极片厚度、导电剂和粒径的影响
将用不同厚度的极片做成的扣式电池,用20C 电流进行放电,放电曲线如图1a 。由图1a 看出:以20C 放电时,正极厚度为0106mm 的电池可放出额定容量(25mAh )的76%;正极厚度为0112mm 的电池可放出额定容量的6%;而正极厚度为0116mm 的电池基本放不出电。由此可知:极片的厚度对电池在大倍率放电时的容量有很大影响。减小极片厚度,可改善电池高倍率放电的性能。
在正极中加入不同量的导电剂(石墨)后,做成电池进行放电,放电曲线如图1b 。由此可知:在正极粉中加大导电剂的量,对大电流放电影响不大。
用不同粒径的正极材料按相同的配方和极片厚度做成扣式电池,进行放电,其放电曲线如图1c 。由图1c 可以看出:正极材料LiCoO 2的粒径为11μm 和6μm 时,电池放电容量基本相同。6μm 的放电平台稍高。212 8Ah 电池的性能
选择粒径为6μm 的LiCoO 2,导电剂含量为3%,做成厚度为0106mm 的正极片;负极采用人造石墨,电极厚度也为0106mm ,用叠片方法做成8Ah 的电池;分别用715C 和15C 倍率放电,放电结果如图2a 。电池表面温度变化如图2b 。
第35卷 第4期2005年 8月电 池
BA TTER Y BIMON THL Y Vol 135,No 14
Aug 1,2005
图1 不同正极片厚度、导电剂含量和正极材料粒径的扣式电池20C 放电曲线
Fig 11 The 20C discharge curves of the coin cells with different anode electrode thickness ,the amount of the conductive carbon andparti 2
cle sizes of anode
materials
图2 8Ah 电池不同放电电流的放电曲线和电池表面温度Fig 12 Discharge curves and the surface tem peratures of the 8Ah
batteries with different discharge currents
由图2可以看出:8Ah 的电池可以用15C 的放电电流放电,放出的容量可以达到额定容量,但电池发热比较严重。放电完成后,电池表面温度可以达到60℃,在切断外部电流后,短时间可以上升到65℃,随后逐步降低。在扣式电池中,同样的极片可以在20C 以上的电流下放电,但8Ah 电池的热效应是不可忽视的问题。213 电池功率曲线
混合动力汽车电池在使用中,充放电都需要电池具有较大的脉冲功率;而电池的脉冲功率与电池的SOC 状态有关,因此本文作者参照PN GV 的有关标准[2]测试了电池功率。测试电池功率采用两个相反的脉冲电流。第1个是18s/40A 的放电电流,用来检测电池脉冲放电时的直流内阻R dis :
R dis =(U t =0-U t =18)/I t =18=(U t =0-U t =18)/40(1)第2个是10s/30A 的充电电流,用来检测电池脉冲充电时
的直流内阻R ch :
R ch =(U t =50-U t =52)/I t =52=(U t =50-U t =52)/30(2)显然,直流内阻与脉冲电流的大小和时间有很大关系,在
这里,本文作者均按照PN GV 的规定进行测试[2]。
本实验要测试的电池功率,事实上是指电池所能放出的最大功率或输出能力。锂电池在放电时的电压不能低于215V (U min ),当电池负载电压正好为215V 时的功率即为电池所具备的最大放电功率。此时P dis =U min I =U min (OCV -U min )/R dis =215×(OCV -215)/R dis 。同样,锂电池在充电时的电压不能超过412V (U max ),其最大充电功率:P ch =U max I =U max (U max -OCV )/R ch =412×(412-OCV )/R ch
由此看出:充放电功率与OCV 和直流内阻有关,而这两者都与SOC 有关系。不同的SOC 状态,具有不同的OCV 和直流内阻,因此首先需要测量OCV 与SOC 的关系,测量结果如图3。
为了测量不同SOC 状态下的功率,将电池从100%荷电态分别放电到90%、80%……0%等状态,并按上述方法测量充电和放电功率。其测试方法:充满电的电池静置1h 后,用1C (8A )放电6min ,使SOC 在90%的状态,再静置1h 后(使电池处于稳态状态);进行脉冲放电和充电测试,然后再用8A 放电6min ,使SOC 在80%的状态进行脉冲测试。依此类推,直到SOC 为0%时完成。测试的结果见图4
。
图3 电池OCV 与荷电状态的关系
Fig 13 The relation of OCV and SOC of battery
图4是数据汇总后得到的曲线。为了与PN GV 的最低要求作比较,图4中的功率值放大了100倍,因为实验中测试的是单体电池,电压是PN GV 规定的电池组电压值的1/100
。
图4 功率与SOC 的关系
Fig 14 The relation of the power and SOC
在图4中,虚线代表PN GV 的最低要求。锂离子电池在混合动力车中适合于在30%~70%的SOC 状态下工作,SOC 越高,放电功率越大,而充电功率越小。另外,充电功率在30%~70%的SOC 区间内,比最低要求的富余量相差无几,这是锂离子电池需要改进的地方[3]。214 比能量和比功率
8Ah 单体动力电池的比能量和比功率分别为72Wh/kg 和1500W/kg 。比能量低是由于极片薄,导致铜箔、铝箔等占了更多的体积。比功率是按最大的脉冲放电功率计算的。如果组合成电池组,比能量和比功率还会有较大的降低。
3 结论
通过减小正、负极片厚度等措施,可以显著提高电池的充放电功率,在此基础上做成8Ah 动力汽车电池,其放电电流可达15C ;通过测试电池的功率曲线可以看出:锂离子电池可以达到混合动力汽车的功率要求。参考文献:
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Battery Bimonthly (电池),2000,30(2):83-851
收稿日期:2005-01-02
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42 第4期
余章华,等:混合动力汽车用锂离子电池的研究