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寻找安全的锂离子电池材料

10多年前,锂离子电池还只是科学家在实验室孜孜以求的学术成果。 $$今天,人们的生活几乎离不开它  (本文共3页) 阅读全文>>

权威出处: 科技日报2007-07-17
长安大学
长安大学

混合水系锂离子电池二氧化硅胶体电解液的性能研究

锂离子电池系统(LiBs)具有能量密度大、功率密度高、循环寿命长、重量轻等优点已经被证明是一种最有前途的固定电源,这吸引了科学家的注意并展开了广泛的研究。尽管具有了卓越的性能,但是LiBs在电解液的制备时采用的剧毒、易燃的有机溶剂在使用不当时会产生安全隐患。而且,由于电解液对水分和空气很敏感,导致了制造工艺的复杂和昂贵。这些具有挑战性的问题依旧制约着锂离子电池在大规模储能系统的应用。1994年,Dahn报道了一种新型的可充电锂离子电池,用基于水的电解液替代了有机电解液,这种新的改进系统即水系可充电锂离子电池(ARLBs)。最近,混合水系锂离子电池(ReHABs)的概念被提出了,这种电池采用LiMn2O4作为正极、锌箔为负极和含有Zn2+和Li+的水系电解液。但是为了确保这一体系可以投放到市场前必须要解决几个技术问题。首先,ReHABs在长期充放电过程中在Zn负极的一侧发生可逆的氧化还原反应而容易发生锌沉积而形成树突晶体,会穿透隔...  (本文共110页) 本文目录 | 阅读全文>>

华南理工大学
华南理工大学

锂离子电池电极材料的制备及电化学性能研究

本论文的主要内容是关于磷酸盐体系、硅酸盐体系锂离子电池电极材料的制备及电化学性能研究,主要包括以下三方面内容:(1)确定了Li_2O-MnO-P_2O_5体系在固相线下的相区相关系,并初步研究了相图内相关化合物的结构及Li1+xMn_(1-x)PO_4系列固溶体的电化学性能。详细地研究了Li_2O-MnO-P_2O_5三元相图中的Li2Mn(PO_3)_4的晶体结构以及电化学性能,并对其进行掺杂改性,制备了Li_2Mn__(1-x)Fex(PO_3)_4/C(x=0,0.2,0.4,0.6,0.7)系列固溶体。(2)确定了Li_2O–FeO–SiO_2三元相图在还原气氛下的相关系,并研究其中的Li2SiO_3和Li_4SiO_4材料作为锂离子电池负极材料的电化学性能。(3)系统地研究了铌酸锂(Li_3NbO_4)的制备、结构以及电化学性能,并通过非原位XRD研究了其储锂机制。主要的研究内容包括:1、通过实验的方法确定了还原气氛(...  (本文共132页) 本文目录 | 阅读全文>>

南京林业大学
南京林业大学

基于分数阶模型的锂离子电池电极的电荷分布及传热特性研究

锂离子电池作为电动汽车的关键部件,其动力性能直接影响电动汽车的推广。电池荷电状态(SOC)表征电池剩余电量,其对于电池管理系统(BMS)中的容量监测具有重要意义。受到电池老化机理的影响,电极性能会随着充放电循环次数的增加而降低。对电极老化程度的研究可以用于防止电力系统中可能出现的故障。电池是一个非线性强的动力学系统,电池状态难以直接被测量。电池在充放电过程中产生大量热量。不均匀的温度分布会影响电池的性能和寿命,研究锂离子电池的传热特性具有重要意义。本文用分数阶等效电路模型的分数阶导数阶次来估算电池的SOC和电池老化程度,并用阶次来揭示电池生命周期中的电极上的电荷密度的变迁过程。电池的热传导包含有多种传热形式。传统的热传导模型难以精确的模拟锂离子电池的热传导行为。本文采用分数阶热传导模型研究了锂离子电池的传热特性。具体研究内容如下:(1)建立了电池的分数阶等效电路模型。锂离子电池的电极由多孔材料组成,电极材料在微观结构上具有一定的...  (本文共130页) 本文目录 | 阅读全文>>

上海交通大学
上海交通大学

基于同步辐射X射线技术原位研究NaNi_(1/3)Fe_(1/3)Mn_(1/3)O_2正极材料合成过程、结构与热稳定性

随着电动汽车和电网储能体系快速发展,市场对锂离子电池需求急剧上升,进而引起未来锂资源短缺的问题,这将会成为锂离子电池大规模应用的瓶颈。人们不得不寻找和发展一种资源丰富、能量密度可与锂离子电池媲美,并可快速产业化的新型电源来部分替代锂离子电池。钠离子电池是符合以上所有要求的完美候选:钠元素在地壳中储量丰富;钠与锂同为第一主簇碱金属元素,与锂元素具有非常相似的化学性质,使得钠离子电池的工作机理与锂离子电池一样,是典型的―摇椅式电池‖。但是钠离子半径比锂离子半径大约25%,这导致钠离子插入石墨材料时形成的化合物能量不稳定,无法进行电化学可逆脱嵌,层状氧化物正极材料中过渡金属与氧的结合方式也有所不同。因此,我们需要对钠离子电池进行深入系统的研究。正极材料是决定电池能量密度和其他电化学性能的关键材料。钠离子电池正极材料主要包括过渡金属氧化物、普鲁士蓝、聚阴离子化合物等。其中层状过渡金属氧化物具有结构稳定、容量高、循环寿命长等优势,成为钠离...  (本文共116页) 本文目录 | 阅读全文>>

中国科学技术大学
中国科学技术大学

18650型锂离子电池热失控传播机制与建模研究

目前,锂离子电池作为一种重要的能量储存载体,凭借着其高能量密度、低自放电率、长循环寿命等诸多优点广泛应用于各个领域,如移动式电子设备、航天航空、电动汽车以及电化学储能等。但伴随其广泛应用而来的安全问题近年来也逐渐凸显,锂离子电池的热安全问题成为人们关注的焦点。锂离子电池在应用中多以模组的形式出现,这满足更多应用场景的同时也带来了更高的安全隐患,一旦模组中部分电池出现热失控,其所释放的热量、膨胀所造成的挤压便可能导致模组内其他电池的热失控事件,甚至造成整个电池应用系统的火灾爆炸事故。针对这一电池实际应用中存在的安全问题,本文从单体电池热失控试验、电池模组热失控传播实验、电池模组热失控传播建模三个层面逐层递进开展研究,取得以下主要结论:(1)通过开展三元18650型锂离子电池的单体热失控实验与绝热测试实验,对比分析了荷电状态对电池热失控行为的影响、揭示了电池的热失控演化机理并进一步明确了电池热失控全过程的热量释放形式及路径。研究发现...  (本文共111页) 本文目录 | 阅读全文>>