锂离子电池自放电的研究进展

合集下载

锂离子电池的应用﹑研究及发展ppt

锂离子电池的应用﹑研究及发展ppt

定性能的材料,以满足各种需求。
02
电池管理系统
研发更智能、高效的电池管理系统,实现对电池的实时监控、预警和
维护。这有助于提高锂离子电池的使用寿命和安全性,同时降低使用
成本。
03
多样化应用场景
拓展锂离子电池的应用领域,如储能、航空航天、医疗设备等。通过
多样化应用场景的探索,为锂离子电池的发展提供更广阔的空间。
2
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。
3
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。
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。
循环寿命问题
锂离子电池的循环寿命相对较短,影响了其在一些需要 长时间使用和储存的领域的应用。因此,提高锂离子电 池的循环寿命是面临的另一个重要挑战。
安全问题
近年来,锂离子电池的安全事故时有发生,对人们的生 命财产安全构成威胁。因此,提高锂离子电池的安全性 能也是当前面临的一个重要挑战。
05
未来展望与总结
工业储能
工业使用的储能设备,用于平衡电 力系统、可再生能源接入等。
其他领域
航空航天
锂离子电池也开始在航空航天领域得到应用,例如用于无人机、 航空电子设备等。
军事领域
锂离子电池因其体积小、能量密度高等特点,也开始在军事领域 得到应用,例如用于无人潜航器、电子战系统等。
电力工具
锂离子电池因其高能量密度和长寿命等特点,也开始在电力工具 领域得到应用,例如用
提高能量密度
探索新型正极材料

锂离子电池自放电行为研究概述

锂离子电池自放电行为研究概述

锂离子电池自放电行为研究概述杨增武;苗萌;贺狄龙【摘要】随着锂离子电池能量密度进一步提高和成本进一步降低,其在电动汽车和储能领域得到了广泛的应用.锂离子电池自放电一致性对电动汽车和储能系统的寿命和可靠性有着非常重要的影响.从锂离子电池自放电形成机理、影响因素以及检测方法等方面对近年来锂离子电池自放电研究成果进行了综述.【期刊名称】《电源技术》【年(卷),期】2016(040)006【总页数】3页(P1309-1311)【关键词】锂离子电池;电动汽车;自放电;检测方法【作者】杨增武;苗萌;贺狄龙【作者单位】合肥国轩高科动力能源股份公司,安徽合肥230001;合肥国轩高科动力能源股份公司,安徽合肥230001;合肥国轩高科动力能源股份公司,安徽合肥230001【正文语种】中文【中图分类】TM912锂离子电池具有工作电压高、能量密度高、体积小、容量大、循环寿命长、无记忆效应和无污染等优点,被广泛应用于MP3、智能手机、笔记本电脑、数码相机等便携式消费电子产品。

随着电池成本的降低,寿命及可靠性的进一步提高,电动汽车和能源存储有望在未来成为锂离子电池第一大应用领域[1-2]。

随着科技的进步,人们对电池的自放电一致性要求也越来越高。

对于单体电池,锂离子电池的性能完全可以满足电子产品的要求,但是在电动汽车和储能系统中,单体电池是通过串联、并联或者串并联成为一个电池组,所以电池组内的电池必须保证良好的自放电一致性,才能保证在充电或存储过程中不会出现当其他电池已达到较高电位而某个电池还在较低电位时导致其他电池过充[3]。

本文对自放电的形成机理、主要影响因素以及近年来形成的自放电检测方法等研究成果进行了系统的总结。

自放电是电池在存储中容量自然损失的一种现象,一般表现为存储一段时间后开路电压(OCV)下降[4]。

锂离子电池自放电按照反应类型可分为物理自放电和化学自放电[5-7]。

从自放电对电池的影响,又可将自放电分为两类:损失容量能够可逆得到补偿的自放电,以及损失容量无法可逆得到补偿的自放电。

纯电动车用锂离子电池发展现状与研究进展

纯电动车用锂离子电池发展现状与研究进展

纯电动车用锂离子电池发展现状与研究进展一、本文概述随着全球对环境保护和可持续发展的日益重视,纯电动车(EV)作为一种绿色出行方式,正受到越来越多消费者的青睐。

而锂离子电池作为纯电动车的核心动力源,其性能直接影响到电动车的续航里程、充电速度和使用寿命等关键因素。

因此,锂离子电池的发展状况对于纯电动车的普及和推广具有至关重要的意义。

本文旨在对纯电动车用锂离子电池的发展现状进行系统的梳理和分析,同时探讨当前的研究进展和未来趋势。

我们将回顾锂离子电池的基本原理和类型,并概述其在纯电动车领域的应用情况。

接着,我们将重点分析锂离子电池在能量密度、充放电速度、安全性、寿命和成本等方面的最新进展和挑战。

我们还将探讨新型电池材料、电池管理系统和回收再利用技术等方面的研究进展,以及这些技术如何推动锂离子电池性能的不断提升。

我们将展望锂离子电池的未来发展趋势,包括固态电池、锂空气电池等新型电池技术的研发和应用前景,以及电池产业链的优化和整合等方面。

通过本文的阐述,我们希望能够为相关领域的研究人员和企业提供有益的参考和启示,共同推动纯电动车用锂离子电池技术的持续发展和创新。

二、锂离子电池的基本原理与类型锂离子电池,又称锂电,是一种以锂离子作为移动电荷的二次电池。

其基本原理主要基于锂离子在正负极材料之间的嵌入和脱出过程。

在充电过程中,锂离子从正极材料中脱出,通过电解质和隔膜,嵌入到负极材料中;而在放电过程中,锂离子则从负极材料中脱出,再次通过电解质和隔膜,嵌入到正极材料中。

这个过程中,锂离子在正负极之间来回移动,实现了电能与化学能的相互转换。

锂离子电池的类型多样,根据其电解质状态可以分为液态电解质锂离子电池和固态电解质锂离子电池两大类。

液态电解质锂离子电池是目前应用最广泛的一种,其电解质为液态,具有较高的离子电导率,但也可能存在漏液、易燃等安全问题。

而固态电解质锂离子电池则采用了固态电解质,具有不易泄漏、高温性能优越等优点,是下一代电池的重要发展方向。

锂离子电池为什么会自放电,如何测量自放电?

锂离子电池为什么会自放电,如何测量自放电?

锂离子电池自放电反应不可避免,其存在不仅导致电池本身容量的减少,还严重影响电池的配组及循环寿命。

锂离子电池的自放电率一般为每月2%~5%,可以完全满足单体电池的使用要求。

然而,单体锂电池一旦组装成模块后,因各个单体锂电池的特性不是完全一致,故每次充放电后,各单体锂电池的端电压不可能达到完全一致,从而会在锂电池模块中出现过充或者过放的单体电池,单体锂电池性能就会产生恶化。

随着充放电的次数增加,其恶化程度会进一步加剧,循环寿命相比未配组的单体电池大幅下降。

因此,对锂离子电池的自放电率进行深入研究是电池生产的迫切需要。

电池的自放电现象是指电池处于开路搁置时,其容量自发损耗的现象,也称为荷电保持能力。

自放电一般可分为两种:可逆自放电和不可逆自放电。

损失容量能够可逆得到补偿的为可逆自放电,其原理跟电池正常放电反应相似。

损失容量无法得到补偿的自放电为不可逆自放电,其主要原因是电池内部发生了不可逆反应,包括正极与电解液反应、负极与电解液反应、电解液自带杂质引起的反应,以及制成时所携带杂质造成的微短路引起的不可逆反应等。

自放电的影响因素如下文所述。

1 正极材料正极材料的影响主要是正极材料过渡金属及杂质在负极析出导致内短路,从而增加锂电池的自放电。

Yah-Mei Teng等人研究了两种LiFePO4正极材料的物理及电化学性能。

研究发现原材料中以及充放电过程中产生铁杂质含量高的电池其自放电率高,稳定性差,原因是铁在负极逐渐还原析出,刺穿隔膜,导致电池内短路,从而造成较高的自放电。

2 负极材料负极材料对自放电的影响主要是由于负极材料与电解液发生的不可逆反应。

早在2003年,Aurbach等人就提出了电解液被还原而释放出气体,使石墨部分表面暴露在电解液中。

在充放电过程中,锂离子嵌人和脱出时,石墨层状结构容易遭到破坏,从而导致较大自放电率。

3 电解液电解液的影响主要表现为:电解液或杂质对负极表面的腐蚀;电极材料在电解液中的溶解;电极被电解液分解的不溶固体或气体覆盖,形成钝化层等。

新能源汽车电池材料的研究进展

新能源汽车电池材料的研究进展

新能源汽车电池材料的研究进展随着全球对环境保护和可持续发展的重视,新能源汽车作为一种绿色出行方式,正逐渐成为汽车行业的主流趋势。

而新能源汽车的核心部件之一——电池,其性能和成本直接影响着新能源汽车的推广和普及。

电池材料作为决定电池性能的关键因素,一直是科研人员研究的重点领域。

本文将对新能源汽车电池材料的研究进展进行详细阐述。

目前,常见的新能源汽车电池主要有锂离子电池、镍氢电池和燃料电池等。

其中,锂离子电池凭借其高能量密度、长循环寿命和低自放电率等优点,成为新能源汽车领域应用最广泛的电池类型。

锂离子电池的正极材料主要包括钴酸锂(LiCoO₂)、锰酸锂(LiMn₂O₄)、磷酸铁锂(LiFePO₄)和三元材料(如LiNiCoMnO₂)等。

钴酸锂具有较高的比容量和良好的循环性能,但钴资源稀缺且价格昂贵,限制了其大规模应用。

锰酸锂成本较低,但比容量和循环性能相对较差。

磷酸铁锂具有安全性高、循环寿命长、成本低等优点,但能量密度相对较低。

三元材料通过合理调配镍、钴、锰的比例,能够在能量密度和成本之间取得较好的平衡,是当前锂离子电池正极材料的研究热点之一。

在负极材料方面,石墨是目前应用最广泛的锂离子电池负极材料,其具有良好的导电性和层状结构,能够实现锂离子的嵌入和脱出。

然而,石墨的理论比容量较低,难以满足高能量密度的需求。

因此,硅基材料、金属锂等新型负极材料的研究备受关注。

硅基材料具有极高的理论比容量,但在充放电过程中会发生巨大的体积膨胀,导致电极结构破坏和容量衰减。

为解决这一问题,科研人员通过纳米化、复合化等手段对硅基材料进行改性,取得了一定的进展。

金属锂具有最高的理论比容量,但存在枝晶生长和安全性等问题,目前仍处于研究阶段。

除了正负极材料,电解质也是锂离子电池的重要组成部分。

传统的液态电解质存在易泄漏、易燃易爆等安全隐患。

固态电解质具有高安全性、高离子电导率和宽电化学窗口等优点,成为未来锂离子电池电解质的发展方向。

锂电池的研究进展

锂电池的研究进展

锂电池的研究进展摘要:锂离子电池由于比能量高和使用寿命长,已成为便携式电子产品的主要电源。

尖晶石LiMn2O4正极材料在不同混合溶剂的电解质溶液的电化学性能。

用循环伏安法和交流阻抗技术研究了Li/有机电解液/LiMn2O4电池的电化学行为,综述了锂离子电池正极材料LiMn2O4的制备、结构及其电化学性能。

采用溶胶-凝胶法和旋转涂布工艺,在较低的退火温度(450e)下制备了尖晶石型LiMn2O4薄膜。

关键词:正极材料; 电化学性能 ;薄膜1前言作为锂离子电池电解质溶液的主体成分,溶剂的组成和性质影响和决定着LiMn2O4正极材料的宏观电化学性能。

电解质溶液的电导率大小、电解质溶液在电极表面的氧化电位以及电解质溶液对电极材料活性物质的溶解性都在不同程度上直接影响LiMn2O4电极材料的容量、寿命、自放电性能和倍率充放电性能[。

近年来,寻找合适的电解质溶液组分,以进一步改善和提高LiMn2O4正极材料的电化学性能正在引起人们越来越广泛的关注。

系统地研究溶剂组成对LiMn2O4正极材料电化学性能的影响,探讨影响LiMn2O4正极材料电化学性能电解质溶液因素,进一步明确新型电解质溶液体系的优化目标,将为LiMn2O4正极材料在锂离子电池工业中的广泛应用奠定基础。

本文使用恒电流充放电和粉末微电极的循环伏安方法研究了尖晶石LiMn2O4正极材料在不同混合溶剂体系的电解质溶液中的电化学性能。

结合溶剂组分和电解质溶液的理化特性,详细探讨了影响LiMn2O4正极材料电化学性能的溶剂因素及其影响机制。

锂离子电池正极材料的选择是锂离子电池电化学性能的关键。

作为正极材料的嵌锂化合物是锂离子电池中锂的/存库0,它应满足:(1)在所要求的充放电电范围内,具有与电解质溶液的电化学相容性;(2)温和的电极过程动力学;(3)高度的可逆性;(4)全锂化状态下在空气中的稳定性。

目前研究较多的是层状的LiMO2和尖晶石型LiM2O4(M=Co、Ni、Mn、V等过渡金属离子)。

锂离子电池原理、研究现状与前景

锂离子电池原理、研究现状与前景

锂离子电池原理、研究现状与前景锂离子电池是目前应用最广泛的可充电电池之一,其广泛应用于手机、电动车、航空航天等领域。

锂离子电池的优点主要表现在其高能量密度、长寿命、低自放电率以及较高的工作电压等方面。

本文将从锂离子电池的原理、研究现状与前景三个方面进行阐述。

一、锂离子电池原理锂离子电池是一种以锂离子嵌入/脱出负极材料为电池反应基础的电池。

锂离子电池包括正极、负极、电解液和隔膜等组成部分。

其中,正极材料通常为钴酸锂、锰酸锂、三元材料等,负极材料通常为石墨材料。

电解液一般采用有机溶液,例如碳酸盐溶液、有机磷酸酯溶液等。

隔膜则用于隔离正极和负极,避免两者直接接触。

在充电过程中,锂离子由正极向负极移动,同时在负极上嵌入形成化合物。

而在放电过程中,锂离子由负极向正极移动,同时从负极材料中脱出。

这个过程是可逆的,即锂离子在充放电过程中可以反复嵌入/脱出负极材料。

二、锂离子电池研究现状随着科技的发展,锂离子电池也在不断升级改进。

目前,锂离子电池的研究主要集中在以下几个方面:1. 提高电池能量密度提高电池能量密度是目前锂离子电池研究的热点之一。

目前的锂离子电池能量密度已经达到了200Wh/kg左右,而科学家们正在探索新的材料和结构,以进一步提高电池的能量密度。

2. 延长电池寿命锂离子电池的寿命受到多种因素的影响,例如循环次数、充放电速率、温度等。

科学家们正在研究如何通过优化电池结构、选择更稳定的材料等方式延长电池的寿命。

3. 提高电池安全性锂离子电池在充放电过程中会产生热量,如果电池内部温度过高,就可能发生热失控事故。

因此,提高电池的安全性也是当前锂离子电池研究的重要方向之一。

三、锂离子电池未来发展趋势随着科技的不断进步,锂离子电池在未来的应用前景也非常广阔。

以下几个方面是锂离子电池未来的发展趋势:1. 大容量电池大容量电池是未来锂离子电池的重要发展方向之一。

大容量电池可以应用于电动汽车、储能设备等领域,为人们带来更加便捷的生活方式。

毕业论文锂离子电池的现状研究

毕业论文锂离子电池的现状研究

绪论当前世界电池工业的发展有以下3个显著特点:一是绿色环保电池的迅猛发展,包括锂离子电池、氢镍电池、无汞碱锰电池等,这是人类社会发展的需求;二是一次电池向二次电池转化,在一次锂电池的基础上,研究、开发了可充锂离子电池,在碱性锌锰电池的基础上,研究、开发了可充碱锰电池,扣式电池也向可充性发展,这有利于节约地球有限的资源,符合可持续发展的战略;三是电池进一步向小型化、大型化方向发展。

锂离子电池自1990年开发成功以来,由于它具有比能量高、工作电压高、应用温度范围宽、自放电率低、循环寿命长、无污染、安全性能好等独特的优势,特别是聚合物锂离子电池,可以实现可充电池的薄形化。

现已广泛用作袖珍贵重家用电器如移动电话、便携式计算机、摄像机、照相机等的电源,并已在航空、航天、航海、人造卫星、小型医疗仪器及军用通讯设备领域中逐步替代传统的电池。

锂离子电池的应用前景十分广阔,据统计,中国的移动电话用户为全球第一,中国已成为全世界移动电话用户规模最大的国家,并且今后几年的用户还将继续扩大,这表明锂离子电池还有很大的潜在市场。

随着高新技术的发展和人民生活水平的提高,锂离子电池制造技术的进步和电池成本的下降,又将大大加快现代移动通讯和家用电器的发展速度,并促进国防军工、电信技术的发展。

可以预言,锂离子电池将成为21世纪人造卫星、宇宙飞船、潜艇、鱼雷、军用导弹、飞机等现代高科技领域的重要化学电源之一。

受石油危机、空气污染的影响,电动汽车的研制开发甚至产业化成为全世界普遍关注的问题。

据预测未来10~20年将是HEV、EV高速发展阶段。

大容量、高功率的动力型锂离子电池将成为环保型电动汽车的理想电源。

在美国、日本、法国等汽车制造大国,政府所实施的专项计划都在大力推动锂离子动力电池的发展。

我国政府在“十五”“863”计划中设立了电动汽车重大专项,锂离子动力电池是该专项的重点研究内容,通过该专项的实施,我国锂离子动力电池技术得到了极大的提高。

锂电池行业发展现状及趋势研究

锂电池行业发展现状及趋势研究

锂电池行业发展现状及趋势研究摘要本研究深入探索了全球锂电池行业的发展近况、技术进步、市场需求及其未来动向。

在能源结构的变革与环保意识日益增强的背景下,锂电池行业正处于一个蓬勃发展的黄金时期,其在电动车、智能移动设备等多个领域的应用日渐普及。

目前,行业面临的主要考验集中于原材料供需矛盾、价格不稳定、技术创新需求迫切,以及需符合严格的环保法规。

尽管挑战重重,但技术创新与产业升级也为行业开辟了广阔的发展空间,特别是在增强电池的能量密度、实现成本效益和加强安全性能等方面,孕育着无限的机遇。

研究发现,未来锂电池行业将继续保持增长态势,特别是在新兴市场和发展中国家。

技术创新将是推动行业发展的关键动力,智能化、网络化等先进技术将为行业发展注入新活力。

为应对挑战和抓住机遇,建议行业内企业加强技术创新和研发投入,提升产品的性能与成本竞争力;加强国际合作,引进先进技术和管理经验;积极响应环保法规,加大环保投入,推动绿色生产;同时,积极开拓新兴市场,扩大市场份额,提高品牌影响力。

本研究旨在为锂电池行业的企业和政策制定者提供有益的参考。

关键词:锂电池;技术发展;市场需求;技术创新;未来趋势;产业发展战略目录摘要 (1)第一章引言 (3)1.1 锂电池行业概述 (3)1.2 研究背景与意义 (4)1.3 国内外研究现状 (5)第二章锂电池技术及市场分析 (7)2.1 锂电池技术原理及进展 (7)2.2 锂电池市场需求分析 (7)2.3 锂电池市场竞争格局 (8)第三章锂电池行业发展挑战与机遇 (10)3.1 原材料供应与价格波动 (10)3.2 技术创新与产业升级 (11)3.3 环保法规与政策影响 (11)第四章锂电池行业未来趋势预测 (13)4.1 市场需求增长趋势 (13)4.2 技术创新方向 (13)4.3 产业发展战略建议 (14)第五章结论与展望 (16)5.1 研究结论 (16)5.2 行业展望 (16)第一章引言1.1 锂电池行业概述锂电池,凭借其高能量密度、长循环寿命和低自放电率等诸多优点,在当代能源领域占据了举足轻重的地位。

自放电(锂离子电池)浅析

自放电(锂离子电池)浅析

自放电(锂离子电池)浅析本文摘自: 电池论坛() 详细出处请参考:/thread-118348-1-1.html自放电的分类:从自放电对电池的影响,可以将自放电分为两种:损失容量能够可逆得到补偿的自放电;损失容量无法可逆补偿的自放电。

按照这两种分类,我们可以大约轮廓性的给出一些自放电的原因。

自放电的原因:1.造成可逆容量损失的原因:可逆容量损失的原因是发生了可逆放电反应,原理跟电池正常放电反应一致。

不同点是正常放电电子路径为外电路、反应速度很快;自放电的电子路径是电解液、反应速度很慢。

2.造成不可逆容量损失的原因:当电池内部发生了不可逆反应时,所造成的容量损失即为不可逆容量损失的。

所发生不可逆反应的类型主要包括:A:正极与电解液发生的不可逆反应(相对主要发生于锰酸锂、镍酸锂这两种易发生结构缺陷的材料,例如锰酸锂正极与电解液中锂离子的反应:LiyMn2O4+xLi++xe-→Liy+xMn2O4 等);B:负极材料与电解液发生的不可逆反应(化成时形成的SEI膜就是为了保护负极不受电解液的腐蚀,负极与电解液可能发生的反应为:LiyC6→Liy-xC6+xLi++xe等);C:电解液自身所带杂质引起的不可逆反应(例如溶剂中CO2可能发生的反应:2CO2+2e+2Li+→Li2CO3+CO;溶剂中O2发生的反应:1/2O2+2e+2Li+→Li2O )。

类似的反应不可逆的消耗了电解液中的锂离子,进而损失了电池容量。

D:制成时杂质造成的微短路所引起的不可逆反应。

这一现象是造成个别电池自放电偏大的最主要原因。

空气中的粉尘或者制成时极片、隔膜沾上的金属粉末都会造成内部微短路。

生产时绝对的无尘是做不到的,当粉尘不足以达到刺穿隔膜进而使正负极短路接触时,其对电池的影响并不大;但是当粉尘严重到刺穿隔膜这个“度”时,对电池的影响就会非常明显。

由于有是否刺穿隔膜这个“度”的存在,因此在测试大批电池自放电率时,经常会发现大部分电池的自放电率都集中在一个不大的范围内,而只有小部分电池的自放电明显偏高且分布离散,这些应该就是隔膜被刺穿的电池。

能源科学中的新型电池研究

能源科学中的新型电池研究

能源科学中的新型电池研究新型电池研究是能源科学领域的重要研究方向之一、由于传统燃煤发电和化石能源的不可持续性,以及气候变化的持续加剧,新型电池技术的研究和创新已经成为当代科学界的热点。

随着科技的不断进步和对新能源需求的不断增加,研究人员已经提出了多种新型电池,如锂离子电池、钠离子电池、锌空气电池、燃料电池等。

本文将介绍其中几种重要的新型电池及其研究进展。

1.锂离子电池:锂离子电池是目前市场上应用最广泛的电池之一,其具有高能量密度、长循环寿命和低自放电率的特点。

然而,锂离子电池的安全性和充电速度仍然是研究的热点问题。

近年来,针对这些问题,研究人员提出了采用固态电解质、硅基负极材料、锂硫电池等新技术来改进锂离子电池性能。

2.钠离子电池:钠离子电池作为一种相对廉价和丰富的能源存储技术,被广泛研究和开发。

钠离子电池的能量密度可以与锂离子电池媲美,但其循环寿命和电池性能仍然有待提高。

目前,研究人员致力于开发新型钠离子电池的正负极材料和电解质,以改善其循环寿命和充放电速度。

3.锌空气电池:锌空气电池是一种新型高能量密度、廉价和可重复使用的电池技术。

与传统的锂离子电池相比,锌空气电池具有更高的理论能量密度。

然而,锌空气电池的实际应用受到锌的极化和催化剂的失活等问题的制约。

目前的研究主要集中在催化剂的设计、电解液的调配和锌负极的改进上,以提高电池的循环寿命和性能。

4.燃料电池:燃料电池是一种将化学能直接转化为电能的高效能源技术。

常见的燃料电池包括质子交换膜燃料电池(PEMFC)、直接甲醇燃料电池(DMFC)和固体氧化物燃料电池(SOFC)。

燃料电池由于其高效能、低污染和可再生的特点,在汽车、航空航天以及新能源供应等领域有着广泛的应用前景。

目前,研究人员正在致力于提高燃料电池的效率、减少催化剂的用量和研发新型电解质材料,以推动燃料电池技术的进一步发展。

总之,新型电池研究是能源科学领域的热门课题之一、通过对锂离子电池、钠离子电池、锌空气电池和燃料电池等新型电池技术的深入研究,可以推动电池的能量密度、循环寿命和充放电速度等性能的提高,实现清洁、高效和可持续的能源存储与利用。

纯电动车用锂离子电池发展现状与研究进展

纯电动车用锂离子电池发展现状与研究进展

纯电动车用锂离子电池发展现状与研究进展一、概述随着能源和环境问题的日益突出,纯电动车作为一种清洁、高效的交通工具受到了广泛关注。

锂离子电池作为纯电动车的核心能源储存装置,在电动汽车的发展中起着至关重要的作用。

本文将探讨纯电动车用锂离子电池的发展现状与研究进展。

锂离子电池在电动汽车中的应用经历了三代技术的发展。

第一代是以钴酸锂为正极材料的电池,第二代则是以锰酸锂和磷酸铁锂为正极材料的电池,而第三代则是以三元材料为正极的电池。

随着正负极材料向着更高克容量的方向发展和安全性技术的日渐成熟,更高能量密度的电芯技术正在从实验室走向产业化。

从产学研结合的角度来看,动力电池行业在正负极材料、电池设计和生产工艺等方面取得了许多最新动态和科学研究的前沿成果。

这些成果为锂离子电池在电动汽车中的应用提供了技术支持,同时也为解决电池安全性、寿命和成本等问题提供了新的思路和方法。

市场需求与政策导向也是推动锂离子电池在电动汽车中应用的重要因素。

随着电动汽车市场的不断扩大,对锂离子电池的需求也在不断增加。

同时,政府对电动汽车的补贴和支持政策也为锂离子电池的发展提供了有利条件。

纯电动车用锂离子电池的发展现状与研究进展是一个多方面、多层次的问题。

通过不断的技术创新和产业升级,锂离子电池有望在未来的电动汽车市场中发挥更加重要的作用。

1. 纯电动车与锂离子电池的关联锂离子电池作为电动汽车最重要的动力源,与纯电动车的发展密切相关。

随着科技的进步和创新,锂离子电池技术经历了三代发展:第一代以钴酸锂正极材料为主,第二代包括锰酸锂和磷酸铁锂,而第三代则是三元技术。

这些技术的发展使得锂离子电池在能量密度、安全性和成本等方面不断改进,从而推动了纯电动车的市场化和普及化。

锂离子电池的高能量密度使其成为纯电动车的理想选择。

相比于传统的铅酸电池和镍氢电池,锂离子电池能够存储更多的电能,从而延长了纯电动车的行驶里程。

这使得纯电动车能够满足日常出行需求,减少了对传统燃油车的依赖。

锂离子电池国内外研发现状

锂离子电池国内外研发现状

纯电动车及锂离子电池国内外研发现状一、纯电动车相关技术发展趋势(一)纯电动汽车的发展历程及地区简况纯电动汽车以车载电源(充电蓄电池)作为储能方式、用电动机为动力来驱动车轮行驶,不仅具有节能、环保的特性,还有动能来源广泛的优点,可以利用水力、风力、核能等发电或利用电力系统低谷期给蓄电池充电,从而提高电网效能。

1、历史沿革纯电动汽车在电动汽车中发展时间最长。

自19世纪90年代美国人制造出世界上第一辆纯电动汽车以来,20世纪初第一次达到生产高峰,占领了40%的汽车市场。

后来由于电子启动器的发明以及纯电动汽车动力性差的原因,在30年代中期结束了早期的纯电动汽车生产而进入燃油汽车的黄金时期;1974年-1975年和1979年-1982年欧美两次能源危机推动纯电动汽车的研制重新进入高峰。

这一阶段汽车电力电子学尚未建立,既没有完善的科学理论做指导,更缺乏高科技含量的汽车电力电子装置可供采用。

特别是,当时仅有铅酸蓄电池可供使用,而铅酸蓄电池体积大、质量重,能量密度小、功率密度低,充电时间长,每次充足电后续驶里程较短,再加上电力传动系统的制造成本过高等因素困扰,1997年以后绝大多数公司对纯电动汽车的研发基本处于停滞状态。

第二代纯电动汽车的出现,是以汽车电力电子学的最新发展为基础的,其技术亮点包括高能量密度锂离子蓄电池、锂离子电容器等的发明,以及乘用车电动轮技术的开发和实用化等。

虽然,纯电动汽车离真正商业化还有一定的距离,但与第一代纯电动汽车相比,它已经在充电时间、续驶里程、动力性、快速充放电能力等方面取得了可喜的进展。

与传统内燃机汽车及混合动力汽车、氢燃料汽车相比,第二代纯电动汽车也显示出了一定的“比较优势”:控制精确度高于混合动力车,风阻系数可降至0.19,整车质量大大低于燃料电池车,CO2排放量低于同级别汽油车,使用过程的能耗费用低于汽油车。

当然还存在技术瓶颈和若干问题。

2、地区发展在新能源汽车的发展战略中,各个国家、地区和世界各大汽车公司都依据自己的评估作了不同的选择,对纯电动汽车的研究采用了不同的策略。

锂离子动力电池发展状况综述报告

锂离子动力电池发展状况综述报告

锂离子动力电池发展状况综述报告锂离子动力电池作为一种重要的能源存储装置,在现代社会中得到了广泛的应用和发展。

本文将综述锂离子动力电池的发展状况,包括其基本原理、技术进展以及未来的发展方向。

我们来介绍一下锂离子动力电池的基本原理。

锂离子动力电池是一种通过锂离子在正负极之间的迁移来实现电荷和放电的电池。

其正极材料通常采用锂含的化合物,如锂铁磷酸盐、锰酸锂等;负极材料则是由碳材料构成,如石墨。

在充电过程中,锂离子从正极迁移到负极,同时电荷储存在负极的石墨层中;在放电过程中,则是锂离子从负极迁移到正极,释放出储存在负极的电荷。

这种通过锂离子迁移来实现电荷和放电的机制,使锂离子动力电池具有高能量密度、长循环寿命和较低自放电率等优势。

随着科学技术的不断进步,锂离子动力电池在近几十年来取得了显著的技术进展。

首先,电池的能量密度不断提高。

通过改进电极材料和电解质的配方,提高电池的能量密度,使其能够储存更多的能量。

其次,电池的循环寿命得到了显著改善。

通过优化电池的结构和材料,减少电极与电解质之间的相互作用,延长了电池的使用寿命。

此外,电池的安全性也得到了提高。

通过引入新的电解质和添加剂,改善电池的热稳定性和抗过充电的能力,减少了电池的安全风险。

未来,锂离子动力电池的发展方向主要集中在以下几个方面。

首先,提高电池的能量密度是一个重要的目标。

随着电动汽车和可再生能源的快速发展,对高能量密度电池的需求越来越迫切。

其次,延长电池的循环寿命也是一个重要的方向。

目前,电池的循环寿命仍然存在一定的限制,如容量衰减和内阻增加等问题,需要通过改进材料和设计来解决。

此外,提高电池的安全性也是一个重要的研究方向。

电池的安全性一直是人们关注的焦点,需要进一步加强对电池的设计和管理,以防止电池的短路、过热和燃烧等安全问题。

总结起来,锂离子动力电池作为一种重要的能源存储装置,经过多年的发展,取得了显著的技术进展。

未来,锂离子动力电池的发展方向主要集中在提高能量密度、延长循环寿命和增强安全性等方面。

锂离子电池的充放电机理及其建模研究

锂离子电池的充放电机理及其建模研究

锂离子电池的充放电机理及其建模研究锂离子电池是当前应用最广泛的可充电电池之一,被广泛应用于移动电话、电动汽车、电动工具等领域。

本文将对锂离子电池的充放电机理以及其建模研究进行详细阐述。

一、锂离子电池的充放电机理1. 充电机理锂离子电池的正极由锂化合物(如LiCoO2)构成,负极由炭质材料(如石墨)构成。

在充电过程中,锂离子从正极材料中脱离,并通过电解质溶液迁移到负极材料中嵌入其中。

这个过程可以用下式来表示:LiCoO2 ⇌ Li1-xCoO2 + xLi+ + xe-在充电过程中,锂离子在正极材料中的浓度逐渐减小,而在负极材料中的浓度逐渐增加。

同时,正极材料中的Co3+逐渐被Co4+取代,这是充电过程中的一个重要电化学反应。

2. 放电机理在放电过程中,锂离子从负极材料中解嵌出来,并通过电解质溶液迁移到正极材料中。

这个过程可以用下式来表示:Li1-xCoO2 + xLi+ + xe- ⇌ LiCoO2在放电过程中,负极材料中的锂离子浓度逐渐减小,而正极材料中锂离子的浓度逐渐增加。

同时,Co4+逐渐被Co3+取代,这是放电过程中的一个重要电化学反应。

二、锂离子电池的建模研究锂离子电池的建模旨在描述电池内部各种物理和化学过程之间的相互作用,以便预测其性能和行为。

建模研究可分为宏观模型和微观模型两种类型。

1. 宏观模型宏观模型主要关注电池作为一个整体的性能和行为,不涉及电池内部物理和化学过程的具体细节。

常用的宏观模型有电路等效模型和电化学动力学模型。

电路等效模型将电池视为一个电压源和内部电阻的串联电路,通过电阻和电容元件来描述电池的响应特性。

该模型简单且易于理解,被广泛应用于电池系统的电气设计。

电化学动力学模型则更加复杂,它基于电池内部的物理和化学反应,考虑了电解质浓度、电极界面动力学、电池温度等因素。

该模型能够更准确地描述电池的行为,如电压特性、容量衰减等。

但由于模型复杂度较高,需要大量的实验数据来校准和验证。

锂离子电池研究进展以及重庆市的发展现状和前景

锂离子电池研究进展以及重庆市的发展现状和前景

洪 , 朱朝宽 , 刘
( 1 . 重庆市科学技术研 究院 , 重庆 4 0 1 1 2 3 ; 2 . 重庆工商 大学 机械学 院 , 重庆 4 0 0 0 6 7 )

要: 锂 离子电池与其他二次电池相比, 具有比能量大、 自放电小、 质量轻、 无记忆效应和环境友好等
优点 , 因此 决 定 了其 在 电动 汽车 、 存储 电源等 方 面极 具发 展 前 景 ; 通过 对锂 离子 电池 正极 和 负极 材料 等 关键 性 技 术 的研 究进展进 行 综述 , 进 而分 析 了重庆 市锂 离子 电池 行 业 现 状 ; 指 出 了 目前 重 庆 市锂 离子 电池 行 业 存 在 的 问题 并提 出 了解 决 问题 的建议 ; 最后 阐述 了重庆 市发展 锂 电产 业 的优 势 和前景 。
2 0 1 3年 1 1 月
NO V .2 01 3
文章 编号 : 1 6 7 2 - 0 5 8 X( 2 0 1 3 ) 1 1 — 0 0 8 5 — 0 7
锂 离 子 电池 研 究 进 展 以及 重 庆 市 的 发 展 现 状 和 前 景
薛雯娟 ,曾 杨 斌 , 王 联 , 刘文君 , 蒋显全 , 洋 , 彭沫镝
重庆传统 的汽摩产业和新兴的笔电产业带来的新能源项 目, 为锂离子电池行业的发展提供了契机。借 助于靠近上下游供应商和客户 , 如长安汽车、 力帆集团等 , 到2 0 2 0 年, 仅两江新区的电动汽车、 客车等新能源 汽车产能将达到 1 5 0 万辆 以上 , 其配套 电池市场规模将超过 1 0 0 0 亿元 。同时 , 在产量超过 l 亿 台的重庆笔
基金项 目: 重庆 市科学技 术研 究院青年基金 ; 重庆市 自然科学基金 ( c s t c 2 0 1 l j j A 6 0 0 2 ) ; 重庆市教 委科 技基 金( K J 1 1 0 7 0 3 ) 作 者简介 : 薛雯娟 ( 1 9 8 4 - ) , 女, 甘肃 白银人 , 助理 工程 师 , 硕士 , 从 事新能源材料研发.

动力型锂离子电池的研究进展

动力型锂离子电池的研究进展

动力型锂离子电池的研究进展锂离子电池的应用主要在移动通讯、笔记本电脑、MP3、手持影碟机等小型电器方面,但在电动汽车、大型动力电源等领域的应用还处于研究开发阶段。

动力型锂离子电池由正极、隔膜、负极和电解液等构成。

这种电池的正负极均采用可供锂离子(Li+)自由嵌脱的活性物质,充电时,Li+从正极逸出,嵌入负极;放电时,Li+则从负极脱出,嵌入正极。

这种充放电过程,恰似一把摇椅。

因此,这种电池又称为“摇椅电池(Rocking Chair Batteries)”。

电池的特性取决于包括在其中的电极、电解质和其它电池材料。

具体地说,电极的特性取决于电极活性材料、导电剂和粘结剂等。

因此通过电极的特性,如从活性材料、导电剂、粘结剂、电解液等多方面研究,来提高动力型锂离子电池大电流或快速充放电性能,高温以及安全性能等。

1锂离子电池的研究1.1正极材料在动力型锂离子电池的研究中,正极材料是关键,也是引发锂离子动力电池安全隐患的主要原因。

因此寻求高能量密度、高安全、环保和价格便宜的电极材料是动力电池发展的关键。

普遍使用的正极材料是LiCoO2、LiFePO4和LiMn2O4。

商品化的LiCoO2虽广泛应用,但仍存在着一些需解决的问题,如平均放电电压只有3.6V,最高也未达到4.0V;实际比容量为140mhA·g-1;过充电会迅速恶化电极的循环性能;在45℃以上使用时自放电增加,容量下降,也不宜快速充电。

显然,如果LiCoO2作为动力型电池的正极材料,抗过充,自放电等这些需解决的问题若不解决,电池的一致性很差,一旦组合成动力电池,整体电池的性能将受到严重的影响。

为了能进一步完善LiCoO2材料的性能,研究者们把重点转移到LiCoO2材料的掺杂、包覆等。

LiCoO2材料虽然占据着市场,但其昂贵的价格,也限制了它的广泛应用。

LiMn2O4具有放电电压高,安全性好,具有其他层状结构正极材料所不能比拟的高倍率充放电能力等优点,因而目前在推广锂离子动力电池方面,其具有很大优势。

(完整版)全固态锂电池技术的研究进展与展望

(完整版)全固态锂电池技术的研究进展与展望

全固态锂电池技术的研究进展与展望周俊飞(衢州学院化学与材料工程学院浙江衢州324000)摘要:现有电化学储能锂离子电池系统采用液体电解质,易泄露、易腐蚀、服役寿命短,具有安全隐患。

薄膜型全固态锂电池、大容量聚合物全固态锂电池和大容量无机全固态锂电池是一类以非可燃性固体电解质取代传统锂离子电池中液态电解质,锂离子通过在正负极间嵌入-脱出并与电子发生电荷交换后实现电能与化学能转换的新型高安全性锂二次电池。

作者综述了各种全固态锂电池的研究和开发现状,包括固态锂电池的构造、工作原理和性能特征,锂离子固体电解质材料与电极/电解质界面调控,固态整电池技术等方面,提出并详细分析了该技术面临的主要科学与技术问题,最后指出了全固态锂电池技术未来的发展趋势。

关键词:储能;全固态锂离子电池;固体电解质;界面调控1 全固态锂电池概述全固态锂二次电池,简称为全固态锂电池,即电池各单元,包括正负极、电解质全部采用固态材料的锂二次电池,是从20 世纪50 年代开始发展起来的[10-12]。

全固态锂电池在构造上比传统锂离子电池要简单,固体电解质除了传导锂离子,也充当了隔膜的角色,如图 2 所示,所以,在全固态锂电池中,电解液、电解质盐、隔膜与黏接剂聚偏氟乙烯等都不需要使用,大大简化了电池的构建步骤。

全固态锂电池的工作原理与液态电解质锂离子电池的原理是相通的,充电时正极中的锂离子从活性物质的晶格中脱嵌,通过固体电解质向负极迁移,电子通过外电路向负极迁移,两者在负极处复合成锂原子、合金化或嵌入到负极材料中。

放电过程与充电过程恰好相反,此时电子通过外电路驱动电子器件。

目前,对于全固态锂二次电池的研究,按电解区分主要包括两大类[13]:一类是以有机聚合物电解质组成的锂离子电池,也称为聚合物全固态锂电池;另一类是以无机固体电解质组成的锂离子电池,又称为无机全固态锂电池,其比较见表1。

通过表1 的比较可以清楚地看到,聚合物全固态锂电池的优点是安全性高、能够制备成各种形状、通过卷对卷的方式制备相对容易,但是,该类电池作为大容量化学电源进入储能领域仍有一段距离,主要存在的问题包括电解质和电极的界面不稳定、高分子固体电解质容易结晶、适用温度范围窄以及力学性能有提升空间;以上问题将导致大容量电池在使用过程中因为局部温度升高、界面处化学反应面使聚合物电解质开貌发生变化,进而增大界面电阻甚至导致断路。

锂电池自放电检测技术研究

锂电池自放电检测技术研究

锂电池自放电检测技术研究作者:徐留扣来源:《科学与信息化》2019年第35期摘要相比传统的铅酸蓄电池而言,锂离子电池,以其具有较高的能量质量比与能量体积比、无一记忆效应、自放电率低、较长的使用寿命等特点。

锂电池自放电程度主要受正极材料、制作工艺、生产设备、电解液的性能、隔膜和储存条件等因素影响。

通常情况下,电池存储温度越低,自放电率也越低,但温度过低或过高均有可能造成电池损坏无法使用。

一般常规电池要求储存温度范围为-20~45℃。

电池充满电开路搁置一段时间后,一定程度的自放电属于正常现象。

本文就锂电池自放电检测技术展开探讨。

关键词锂离子电池;电动汽车;自放电;检测方法引言随着科技的进步,人们对电池的自放电一致性要求也越来越高。

对于单体电池,锂离子电池的性能完全可以满足电子产品的要求,但是在电动汽车和储能系统中,单体电池是通过串联、并联或者串并联成为一个电池组,所以电池组内的电池必须保证良好的自放电一致性,才能保证在充电或存储过程中不会出现当其他电池已达到较高电位而某个电池还在较低电位时导致其他电池过充。

1 锂离子电池工作原理和特点锂离子电池与锂电池在原理上有相同之处也有相异之处,相同之处是:两种电池的正极均采用了金属氧化物或硫化物,这类物质的特点是能使锂离子在它们的孔隙间嵌入与脱出;电解质都采用了有机溶剂一无机盐体系。

它们的不同之处在于:电池的负极材料不同。

在锂离子电池中采用的是可使锂离子嵌入和脱出的碳材料。

而锂电池中则使用的是纯金属锂作为负极。

这样,在锂电池的充电过程中,金属锂会在负极上沉积,产生枝晶锂。

枝晶锂具有穿透电池隔膜的能力,一旦它穿透隔膜到达正极,就会造成电池内部短路,有发生爆炸的危险。

为克服锂电池的这种不足,提高电池的安全可靠性,锂离子电池应运而生[1]。

2 自放电机理研究一般而言,物理自放电所导致的能量损失是可恢复的,而化学自放电所引起的能量损失则是基本不可逆的。

物理自放电指由物理原因引起的自放电过程,此时电池内部有部分电荷从负极穿过隔膜到达正极,与正极材料发生还原反应。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
2 3 0 0 1 1 )
( 合肥 国轩高科动力能源有限公 司, 安徽 合肥
摘要 : 从 正极 、 负极ห้องสมุดไป่ตู้ 电解液 、 制作过程和存储环境等方 面, 综述 了锂 离子动力 电池 自放 电的研 究进展 , 分析 了 目前锂 离子动
力 电池 自放 电的测试方法 , 包括 对传 统测试方法的优化及新型测量技术的探 索。
A bs t r a c t: S e l f - d i s c h a r g e i n L i . i o n b a t t e r y wa s r e v i e we d i n t e r ms o f t h e a n o d e , c a t h o d e, e l e c t r o l y t e, p r e p a r i n g p r o c e s s a n d s t o r a g e
c o n d i t i o n .C h a r a c t e r i z a t i o n s o f t h e s e l f - d i s c h rg a e b e h a v i o r o f L i — i o n b a t t e y r we r e d i s c u s s e d i n c l u d i n g o p t i mi z a t i o n o f t r a d i t i o n a l me a s u r e me n t a n d d e v e l o p me n t o f n o v e l me a s u r e me n t t e c h n i q u e .
Ke y wo r ds: L i , i o n b a t t e r y ; s e l f - d i s c h rg a e ; s t o r a g e ; me a s u r e me n t
动力 电池组 的性 能对 电动汽 车 的性 能有 重要 影响 。因 为 目前 市场 的要求是 整车与电池同质保 , 所 以电动汽车对 于 锂 离子电池提出了更高的要求 , 尤其 是一致性 。动力 电池是 单 体电池串并联成组 而成 , 某一 只 电池 出现问题 , 将会 影 响
目前 , 对 于锂 离子 电池 自放 电 的研 究不 多 , 本 文 作者 尚
未见 到关于锂离子电池 自放电研究 的系统综述 , 实验性论 文
主要 围绕锂 离子电池中的关键材料 , 如正 、 负极和 电解 液 , 结 合 在实 际工作的情况可知 , 电池 的装 配过程及存 储环境对 于 电池 自放电的影 响是不 可忽 视 的。本 文作者 从正 极 、 负极 、 电解 液、 电池封装前 的制作 过程 及存储 环境 等几个 方 面 , 综
作 者简介 :
杨续来 等 专 门研究 了磷 酸铁锂 ( L i F e P O ) 锂离子 电池 中正极 材料 的磁 性杂质 , 发现 : 正极 材料 由于合 成路线 、 生产
正极材料对 锂离 子 电池 自放 电 的影 响 , 主要 是 在高 压 下, 正极材料 中的过 渡金属 氧化 溶解 , 溶解 的金属 单质或 者 离子在负极沉积 , 造成 内部微短路 。以贮存性能较差 的尖晶 石锰酸锂( L i Mn : 0 ) 为例 , 普遍观点是 Mn ”在存储过程 中会 发生歧 化反应 , 生成 Mn “、 Mn 离子 , 随后 在 电场作用 下沉 积到 负 极。J . M. T a r a s c o n 等L 2 通 过 卢 瑟 福 背 散 射 光 谱 ( R B S ) 在负极表面检测到 了 Mn的存 在 , 随后 , 在L i C o O : ∞ J 、
整个电池模组… , 而 电池 自放 电的差异是关 注的重点 。电池 自放 电的不均匀性会导致电池组过充 电或过放 电 , 严重影 响
述 了锂离子动力 电池 自放 电的研究情 况 , 并 分析了 目前锂离 子动力 电池 自放 电的测试 方法。
1 自放 电的影 响 因素
1 . 1 正 极 材 料
关键词 : 锂 离子 电 池 ; 自放 电 ; 存 储 ; 测 试 方 法
中图分类号 : T M9 1 2 . 9
文献标识码 : A
文章编号 : 1 0 0 1 —1 5 7 9 ( 2 0 1 6 ) 0 1 —0 0 4 9一 O 3
Re s e a r c h p r o g r e s s i n s e l f - d i s c h a r g e o f Li - i o n ba t t e r y
XU Ta o, GONG Lu, FANG L e i , W ANG Ch e n— X U
( H e f e i G u o x u a n H i g h — t e c h P o w e r E n e r g y C o . , L t d . , H e f e i , A n h u i 2 3 0 0 1 1 , C h i n a )
第4 6卷 第 1 期
2 01 6矩


Vo 1 . 4 6. No . 1 F e b .. 2 0 1 6
2月
B A I I ERY B I M0N THL Y


述 ・
锂 离 子 电池 自放 电的研 究 进 展
许 涛, 宫 璐, 方 雷, 王晨旭
L i F e P O 4 和N i 】 / 3 C o 】 / 3 Mn l / 3 0 2 中均发现了这样 的情 况。
其 他正常电池的使用 寿命 , 进 而影 响汽车 的性能 和寿命 , 更 严重的是会造成安全隐患 。对 电池 自放 电严格精 准的把控 ,
需 要建立在对锂离子电池 自放 电系统研究 的基础上 。
相关文档
最新文档