磷酸铁锂储能电池过充热失控仿真研究 被引量：14

1

作者 于子轩 孟国栋 +2 位作者 谢小军 赵勇 成永红 《电气工程学报》 CSCD 2022年第3期30-39,共10页

锂离子电池的热失控是导致储能电站发生起火或爆炸等安全事故的根本原因,研究锂离子电池热失控的发展规律和本征特性对于电化学储能电站的安全监测和故障预警具有重要意义。建立了磷酸铁锂储能电池在过充条件下的三维电化学-热耦合热失... 锂离子电池的热失控是导致储能电站发生起火或爆炸等安全事故的根本原因,研究锂离子电池热失控的发展规律和本征特性对于电化学储能电站的安全监测和故障预警具有重要意义。建立了磷酸铁锂储能电池在过充条件下的三维电化学-热耦合热失控的仿真模型,通过镀锂动力学方程量化过充负极镀锂量,引入SEI膜生长动力学方程反映镀锂与电解液反应速率,以量化负极镀锂与电解液反应产热,并引入其他副反应产热方程共同研究磷酸铁锂电池早期过充热失控温度变化及各副反应产热情况。分别研究了不同充电倍率(1C、2C、3C),不同环境温度(20℃、30℃、40℃)下磷酸铁锂电池热失控早期负极表面镀锂量变化、热失控温度变化曲线以及各副反应产热量变化特性,分析磷酸铁锂电池过充热失控温度发展过程及副反应产热规律。结果表明,负极镀锂与电解液反应作为过充热失控过程最起始的副反应,在电池热失控早期促使了其他副反应的开启,成为过充热失控的起始。本研究可为磷酸铁锂电池过充热失控早期过程探究提供理论参考。 展开更多

关键词 磷酸铁锂电池 镀锂 过充 热失控

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锂离子电池低温循环老化的空间分布与特征 被引量：6

2

作者 刘中孝 葛昊 +2 位作者 李哲 张雅琨 张剑波 《汽车安全与节能学报》 CAS CSCD 2019年第4期502-510,共9页

为探究锂离子电池的低温循环性能与电池老化后的分布与特征,设计了低温循环的正交实验,通过主因分析、解体物化分析的方法分别探究了影响电池低温循环老化的主次因素、老化后的析锂分布特征。研究结果表明:影响电池低温老化的3个重要因... 为探究锂离子电池的低温循环性能与电池老化后的分布与特征,设计了低温循环的正交实验,通过主因分析、解体物化分析的方法分别探究了影响电池低温循环老化的主次因素、老化后的析锂分布特征。研究结果表明:影响电池低温老化的3个重要因素的主次顺序为温度>充电电流>充电截止电压;析锂电池的老化分布特征为:中间电极层比外侧电极层析锂多,同一电极层内的负极极耳位置和中心位置比同一电极层内其他位置析锂更多。电池内电流密度的分布是电池析锂分布的主要原因,电池内电流密度较大位置的电位更易低于析锂电位而发生析锂,电池设计时应使电流密度均匀分布。 展开更多

关键词 锂离子电池 低温循环 析锂 主因分析 老化分布

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快充下锂离子电池析锂机制、模型及快充策略研究 被引量：5

3

作者 梁峰伟 夏煜华 +3 位作者 张玉龙 赵树朋 杨世春 刘新华 《稀有金属》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第9期1235-1243,共9页

近年来,随着气候变化和化石资源的匮乏,汽车工业重心逐渐由内燃机车转变到新能源汽车上。其中,电动汽车因其绿色、清洁和环保的特性得到迅猛发展,锂离子电池以其高能量密度、高功率密度、低自放电率等特性,成为商业化电动汽车首选的动... 近年来,随着气候变化和化石资源的匮乏,汽车工业重心逐渐由内燃机车转变到新能源汽车上。其中,电动汽车因其绿色、清洁和环保的特性得到迅猛发展,锂离子电池以其高能量密度、高功率密度、低自放电率等特性,成为商业化电动汽车首选的动力来源之一。尤其在市场需求驱动下,电动汽车续航里程逐步增长,锂离子电池不仅需要具备较高的电池容量,还需具备快速充电的能力,这对动力电池系统的安全、长寿命运行提出了更高的要求。锂离子电池的衰减老化是造成电动汽车“里程焦虑”的根源,也是电动汽车安全事故发生的重要原因,尤其在较低温度和大功率充电的条件下会引起电池的容量和输出功率等性能加速衰减的问题。本文着眼于现有文献的回顾与总结,针对锂离子电池在快速充电的条件下析锂机制、模型和快速充电的优化策略进行了综合分析总结,以期为高效无损快充的实现提供参考。 展开更多

关键词 锂离子电池 快充 析锂 模型 优化策略

原文传递

基于特征阻抗及滑动t方法的变电流快充析锂检测方法

4

作者 郝祯淇 王学远 +2 位作者 李嘉伟 戴海峰 魏学哲 《汽车安全与节能学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期344-350,共7页

在低温、高倍率等充电情况下,锂离子电池的石墨负极会发生析锂现象,对电池的寿命和安全性造成严重影响。为了解决锂离子电池在变电流快充工况下析锂的在线检测问题,该文提出了一种基于特征阻抗与滑动t检验的在线析锂检测方法。采用在直... 在低温、高倍率等充电情况下,锂离子电池的石墨负极会发生析锂现象,对电池的寿命和安全性造成严重影响。为了解决锂离子电池在变电流快充工况下析锂的在线检测问题,该文提出了一种基于特征阻抗与滑动t检验的在线析锂检测方法。采用在直流充电电流的基础上叠加1 Hz正弦交流激励电流来实时测量特征频率阻抗,探究变电流充电时阻抗随电池析锂的变化规律;继而利用特征阻抗实部的变化与电池负极析锂的相关性,针对变电流快充工况,提出了基于滑动t方法的在线检测析锂起始点的检测方法。结果表明:该方法可以实现充电过程中5%SOC的延迟内识别析锂起始点,有利于形成闭环充电策略,最大限度地减少析锂危害。 展开更多

关键词 锂离子电池 析锂 阻抗 快速充电 滑动t检验

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基于弛豫时间归一化参数的锂离子电池析锂量检测方法

5

作者 王建 王杰 +1 位作者 王天鸶 栗欢欢 《电源技术》 CAS 北大核心 2024年第5期835-842,共8页

析锂作为锂离子电池使用的主要安全隐患之一,不仅会造成电池的寿命极速衰减,还可能引发燃烧、爆炸等灾难性后果。随着近年来快充技术的发展,对于锂离子电池析锂情况的诊断需求愈发迫切。针对现有定量方法诊断精度严重受制于测试温度的问... 析锂作为锂离子电池使用的主要安全隐患之一,不仅会造成电池的寿命极速衰减,还可能引发燃烧、爆炸等灾难性后果。随着近年来快充技术的发展,对于锂离子电池析锂情况的诊断需求愈发迫切。针对现有定量方法诊断精度严重受制于测试温度的问题,提出了一种基于弛豫时间归一化表征的改进电压释放法。从理论上分析了“析锂量与温度”因素组合对电池电压释放行为的影响规律。在此基础上,将释放阶段弛豫电压差分曲线峰值处所对应时间,与完全释放时间作比,得到“弛豫时间归一化参数”这一温度脱敏的析锂量诊断无量纲特征参数。分别利用多物理模型仿真与实验测试,验证了新方法诊断的准确性与温度适应性。 展开更多

关键词 析锂 锂剥离 电压弛豫曲线 差分电压

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锂离子电池负极析锂检测方法的研究进展 被引量：3

6

作者 周宇 邓哲 +2 位作者 黄震宇 沈越 黄锴 《硅酸盐学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第1期84-100,共17页

锂离子电池作为目前应用最广泛的电化学储能器件,其安全性和循环稳定性问题备受关注。负极材料表面析锂是锂离子电池常见的失效原因,因此也是相关产业界的研究热点。然而,由于锂离子电池的封闭式外包装,许多常规的检测手段无法直接应用... 锂离子电池作为目前应用最广泛的电化学储能器件,其安全性和循环稳定性问题备受关注。负极材料表面析锂是锂离子电池常见的失效原因,因此也是相关产业界的研究热点。然而,由于锂离子电池的封闭式外包装,许多常规的检测手段无法直接应用于电池内部,导致析锂检测成为了锂离子电池行业的难点问题。针对该问题,从构造特殊原位电池、外部特性推测、新物理量测量等角度出发,综述了近期析锂检测方法的研究进展,并对未来发展方向进行了展望。 展开更多

关键词 锂离子电池 析锂 检测方法 原位电池

原文传递

压力不均对锂离子电池电芯循环性能的影响研究 被引量：3

7

作者 袁好 胡致铨 张艳霞 《湘潭大学学报（自然科学版）》 CAS 2021年第6期36-42,共7页

锂离子电池在组装及试验过程中经常要对电芯施加压力,以延长电池循环寿命,但不均衡压力会对电池循环寿命产生负面影响.为了探究不均匀加压对锂离子电池电芯性能的影响,该文设计了一套夹板装置,通过控制电芯的摆放方式模拟均匀和非均匀... 锂离子电池在组装及试验过程中经常要对电芯施加压力,以延长电池循环寿命,但不均衡压力会对电池循环寿命产生负面影响.为了探究不均匀加压对锂离子电池电芯性能的影响,该文设计了一套夹板装置,通过控制电芯的摆放方式模拟均匀和非均匀加压场景.循环性能测试结果表明,不均匀加压会降低电芯的循环稳定性;通过解剖电芯,解释了电芯失效的基本原理,即负极析锂.该文研究了锂离子电芯在受到外界不均衡压力的情况下,电池失效的基本原理,为锂离子电池生产组装及测试提出了改进方向. 展开更多

关键词 锂离子电池 压力 循环稳定性 析锂

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基于外特性方法的锂离子电池析锂及可逆锂回嵌定量分析

8

作者 张玉龙 栾伟玲 吴森明 《储能科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2023年第2期529-535,共7页

锂离子电池因其高能量密度、高循环寿命等优势被广泛应用,然而由析锂导致的电池可用锂离子损失,会降低电池自产热温度,严重影响锂离子电池的寿命与安全,锂回嵌可部分缓解析锂对电池的影响。本文基于锂离子电池低温运行实验数据,分别采... 锂离子电池因其高能量密度、高循环寿命等优势被广泛应用,然而由析锂导致的电池可用锂离子损失,会降低电池自产热温度,严重影响锂离子电池的寿命与安全,锂回嵌可部分缓解析锂对电池的影响。本文基于锂离子电池低温运行实验数据,分别采用差分电压法(DVA)、开路电压法(VRP)和DVA-VRP联合法对电池的析锂及可逆锂回嵌进行定量分析,并结合电化学模型对析锂量计算结果进行了验证。研究发现,DVA特征值随着电池的老化向容量减少方向移动,VRP的特征电压平台向时间减少的方向移动,且这两种方法的析锂特征值呈线性关系,拟合直线随搁置时间的增加向原点平移。VRP结合仿真可准确预测可逆锂,缺点是耗时较长;DVA法在电池运行初期对可逆锂的预测与VRP-仿真法相差不大,但随着电池的老化,预测误差逐步增大。DVA-VRP联合法在保留VRP准确度的前提下,弥补了DVA和VRP误差大、时间成本高的不足,可在较短时间内实现对电池可逆锂的初步预测,为锂离子电池的安全评估提供了重要参考。 展开更多

关键词 锂离子电池 析锂 锂回嵌 外特性方法

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锂离子电池电极材料的低温特性 被引量：1

9

作者 邹超 丁冬雁 《电池》 CAS CSCD 北大核心 2018年第1期29-33,共5页

采用目前可替换式手机电池常用的方形铝壳锂离子电池,研究电极材料的低温特性。电池正极材料为Li CoO_2、负极材料为大片状2H相石墨、隔膜为单层高密度聚乙烯。电池在低温(0℃)循环(1.0 C充电,0.2 C/0.5 C放电)后,出现析锂、内阻增大、... 采用目前可替换式手机电池常用的方形铝壳锂离子电池,研究电极材料的低温特性。电池正极材料为Li CoO_2、负极材料为大片状2H相石墨、隔膜为单层高密度聚乙烯。电池在低温(0℃)循环(1.0 C充电,0.2 C/0.5 C放电)后,出现析锂、内阻增大、容量减小及鼓包。对电池进行拆解以及对电极沉积物的分析表明:大片状2H相石墨不适合用作在低温环境工作的锂离子电池的负极材料。这类可替换式锂离子电池不适合在低温环境下使用,否则出现鼓包,容易引起安全事故。 展开更多

关键词 锂离子电池 鼓包 析锂 低温特性

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低温下抑制析锂的锂离子电池最大充电电流

10

作者 葛昊 李哲 剑波 《磁性元件与电源》 2020年第4期148-152,共5页

为了兼顾电池的寿命、安全与充电速率,希望在抑制析锂的前提下采用尽量大的电流充电。本文研究低温下抑制析锂的锂离子电池最大充电电流。采用热-电化学耦合模型描述锂离子电池的低温性能,分析电池内部的固相与液相电势分布,给出了充电... 为了兼顾电池的寿命、安全与充电速率,希望在抑制析锂的前提下采用尽量大的电流充电。本文研究低温下抑制析锂的锂离子电池最大充电电流。采用热-电化学耦合模型描述锂离子电池的低温性能,分析电池内部的固相与液相电势分布,给出了充电过程中抑制析锂的约束条件。然后,利用热-电化学耦合模型,结合抑制析锂的约束条件,计算得到了不同温度下抑制析锂的锂离子电池最大充电电流-荷电状态曲线。最后,依据抑制析锂的最大充电电流曲线,在曲线内外设计了多组多阶段恒流充电规程进行循环实验,考察电池的老化情况,并拆解电池观察负极极片表面的析锂情况。实验结果表明,本文得到的抑制析锂条件下的最大充电电流曲线较为准确,在最大充电电流曲线之内开发的直流充电规程可以有效地抑制析锂,对电池的寿命友好,对电池的安全性有利。 展开更多

关键词 锂离子电池 析锂 快速充电 最大充电电流

原文传递

磷酸铁锂动力锂离子电池锂析出的控制

11

作者 李志杰 张娜 王红霞 《电源技术》 CAS CSCD 北大核心 2015年第9期1869-1871,共3页

对一种磷酸铁锂动力锂离子电池锂析出机理进行理论分析。在分析的基础上进行模拟实验,确定实验临界水平。根据实验结果,重新设计工艺过程,有效改善过程能力,完全杜绝动力型磷酸铁锂体系锂离子电池的锂析出。

关键词 磷酸铁锂 动力锂离子电池 分散剂 锂析出

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基于锂离子电池老化行为的析锂检测 被引量：18

12

作者 张剑波 苏来锁 +3 位作者 李新宇 葛昊 张雅琨 李哲 《电化学》 CAS CSCD 北大核心 2016年第6期607-616,共10页

析锂会极大地影响锂离子电池的寿命和安全性,锂离子电池的析锂检测十分必要.本文根据锂离子电池的两种主要老化机理—SEI(Solid Electrolyte Interface)膜生长和析锂对老化行为上的不同影响,基于多应力作用下的锂离子电池循环老化实验结... 析锂会极大地影响锂离子电池的寿命和安全性,锂离子电池的析锂检测十分必要.本文根据锂离子电池的两种主要老化机理—SEI(Solid Electrolyte Interface)膜生长和析锂对老化行为上的不同影响,基于多应力作用下的锂离子电池循环老化实验结果,提出了两种检测析锂的方法,分别为内阻-容量轨迹法和阿伦尼乌斯准则法.两种方法的判定结果具有良好的一致性.之后,利用微分电压法区分了电池容量损失的不同来源,并进行了电池负极片EDS(Energy Dispersive Spectrometer)能谱分析,对析锂检测方法进行了验证.本文方法只需利用电池老化过程中可测的容量和内阻等电学量,判断方法简便,可实现非解体检测;同时,利用了单次循环的微量析锂在时间尺度上的累积,对析锂工况的辨识具有较高的敏感性.本文方法对锂离子电池的寿命加速测试、延寿使用、安全管理等具有重要意义. 展开更多

关键词 锂离子电池 析锂检测 老化行为 内阻-容量轨迹图 阿伦尼乌斯准则

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锂离子电池无损析锂检测研究进展 被引量：11

13

作者 邓林旺 冯天宇 +2 位作者 舒时伟 郭彬 张子峰 《储能科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2023年第1期263-277,共15页

人们对新能源汽车快速充电的需求与现有纯电动汽车的充电效率之间的矛盾将会越来越突出。锂离子电池在正常充电速率下,锂离子嵌入石墨负极;当充电倍率逐渐增大时,金属锂来不及嵌入石墨层状结构时便会沉积在石墨颗粒表面,出现“析锂”现... 人们对新能源汽车快速充电的需求与现有纯电动汽车的充电效率之间的矛盾将会越来越突出。锂离子电池在正常充电速率下,锂离子嵌入石墨负极;当充电倍率逐渐增大时,金属锂来不及嵌入石墨层状结构时便会沉积在石墨颗粒表面,出现“析锂”现象。当析锂现象随时间慢慢累积后,电池容量渐渐降低,严重时甚至会发生热失控事件。在锂电池早期发展阶段,检测析锂非常具有挑战性,且主要基于拆解电池后的形貌检测,这类检测方法对电芯造成了不可逆的损坏,无论是在后期研究还是实际应用中都是非常不友好的方式。近年来,研究人员已经提出了许多无损(即非拆解的方式)析锂检测方法,本文综述了无损析锂检测的方法,将其分为四类:(1)基于锂引起电芯老化的检测方法;(2)基于锂引起阻抗变化的检测方法;(3)基于锂引起电化学反应的检测方法;(4)基于锂引起电芯物理化学特性变化的检测方法。本文系统地对现有的无损析锂检测方法的原理、优缺点进行了概述,并对目前无损析锂检测方法进行了总结与展望,以提出这一不断发展的研究领域的技术现状和当前的研究空白。 展开更多

关键词 析锂检测 无损检测 在线检测 锂离子电池 电池安全

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锂离子电池快充策略技术研究进展 被引量：9

14

作者 邓林旺 冯天宇 +2 位作者 舒时伟 张子峰 郭彬 《储能科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2022年第9期2879-2890,共12页

电动汽车的普及是锂离子电池的主要需求来源之一。而电动汽车的充电性能是影响普及进程的一个重要的考量参数。在材料体系不变的情况下,取代传统恒流恒压充电策略的新型充电策略近10年内也吸引了很多研究者的关注。另外,新一代电池管理... 电动汽车的普及是锂离子电池的主要需求来源之一。而电动汽车的充电性能是影响普及进程的一个重要的考量参数。在材料体系不变的情况下,取代传统恒流恒压充电策略的新型充电策略近10年内也吸引了很多研究者的关注。另外,新一代电池管理系统也对充电策略提出了更高的要求。本文阐述了各种优化的充电方法及其特点和应用。研究结果表明,与传统的恒流恒压充电策略相比,优化的充电方法可以减少充电时间,改善充电性能并有效延长电池寿命。最后,本文还提出了对未来优化充电策略的展望,希望未来在线辨识和实时更新的模型参数的方法或者通过在线的方法辨识特征信号带来更加强大的充电策略。 展开更多

关键词 快充 充电策略 电池管理系统 锂离子电池 电动汽车

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车用锂电池健康状态下快充方法研究综述 被引量：9

15

作者 张志刚 张涛 +2 位作者 汤爱华 姚疆 蒋依汗 《西南大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2022年第2期194-206,共13页

为了改善电动汽车使用便捷性,锂离子动力电池快速充电被广泛用于新能源汽车充电领域,然而,不当的快速充电会加速电池老化,引发电池热失控等一系列安全问题,如何实现锂离子动力电池安全、可靠地快充已成为行业的热点和痛点.本文通过对国... 为了改善电动汽车使用便捷性,锂离子动力电池快速充电被广泛用于新能源汽车充电领域,然而,不当的快速充电会加速电池老化,引发电池热失控等一系列安全问题,如何实现锂离子动力电池安全、可靠地快充已成为行业的热点和痛点.本文通过对国内外文献的归纳整理,阐述了锂离子动力电池在快充条件下的主要阻碍因素及基于电化学-热耦合模型的快充方法和快充趋势,探讨了锂离子动力电池的电化学特性、热特性、老化机理及阳极析锂机理,在总结当前主流的快充策略优缺点基础上,提出了电动汽车用动力电池电化学-热耦合模型的安全快充方法的研究趋势. 展开更多

关键词 锂离子动力电池 电化学-热耦合模型 阳极析锂机理 快充方法

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锂离子电池宽温度区间无析锂快充策略 被引量：9

16

作者 周旋 周萍 +5 位作者 郑岳久 韩雪冰 褚政宇 刘金海 杨映华 薛钢 《汽车安全与节能学报》 CAS CSCD 2020年第3期397-405,共9页

为解决锂离子电池快充中存在的安全问题,提出一种标定动力锂离子电池无析锂快充电流Map图的方法。采用参比电极作为监测负极电位的手段,依据电势判据设立不析锂负极电位阈值,通过调节不同充电起始温度点,获取5条不同起始温度点的快充策... 为解决锂离子电池快充中存在的安全问题,提出一种标定动力锂离子电池无析锂快充电流Map图的方法。采用参比电极作为监测负极电位的手段,依据电势判据设立不析锂负极电位阈值,通过调节不同充电起始温度点,获取5条不同起始温度点的快充策略曲线,运用分段线性插值方法,得到荷电状态-温度-电流等高线图(SOC-T-I Map)。为了验证Map图的快速性和无析锂,设计快速性对比实验和25℃快充策略循环实验。结果表明,25℃快充策略比25℃恒流1 C、1.5 C充电时间分别缩短45.3%、18.0%;200次快充循环后,弛豫电压微分曲线无极小值且电池维持99.7%的容量保持率,表明无金属锂析出。该文标定电流Map图的方法提供了挖掘电池快充能力的思路,并且标定的Map图适合电动汽车在多种不同工况下快充。 展开更多

关键词 电动汽车 锂离子电池 无析锂快充 参比电极 荷电状态-温度-电流等高线图(SOC-T-I Map)

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基于电化学热耦合模型的锂离子电池快充控制 被引量：8

17

作者 孙涛 郑侠 +3 位作者 郑岳久 卢宇芳 匡柯 韩雪冰 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2022年第4期495-504,共10页

现有的锂离子电池电化学机理模型,在快充控制过程中未考虑产热与化学反应之间的耦合关系,导致模型无法准确地描述电池内部的反应和状态。为进一步提高模型的预测能力,须在等温模型的基础上耦合产热模型,为此本文提出一种基于电化学热耦... 现有的锂离子电池电化学机理模型,在快充控制过程中未考虑产热与化学反应之间的耦合关系,导致模型无法准确地描述电池内部的反应和状态。为进一步提高模型的预测能力,须在等温模型的基础上耦合产热模型,为此本文提出一种基于电化学热耦合的快充控制模型。首先将电化学热耦合模型参数进行分类,分析各种参数获取方式并进行精确测量和参数辨识。模型建立后,对模型精度进行验证的结果表明:在不同温度下,模型输出的端电压、负极电位和温度结果都达到了较高精度,说明模型适用于宽温度区间内的快充仿真。同时对模型中反应速率常数和环境温度参数进行了敏感性分析。之后,结合PID控制器对模型进行快充控制仿真,通过负极电位估计值实时调节并优化充电电流,实现了电池在宽温度区间内的无析锂快充电流仿真。最后,模型仿真结果与恒流充电对比验证表明,所提出的快充策略能使电池快速充电,同时避免析锂副反应的发生。 展开更多

关键词 锂离子电池 参比电极 负极电位 电化学热耦合模型 无析锂快充

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基于电化学阻抗谱的锂离子电池析锂检测方法 被引量：5

18

作者 董鹏 张剑波 王震坡 《汽车安全与节能学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第4期570-579,共10页

根据无析锂和析锂锂离子电池在不同温度下电化学阻抗谱变化趋势,应用等效电路模型分别拟合电化学阻抗谱中的Ohm阻抗和固体-电解液界面阻抗,提出了EIS-Ohm法和EIS-SEI法,利用扫描电镜和化学方法对析锂检测方法进行了验证。随着温度升高,... 根据无析锂和析锂锂离子电池在不同温度下电化学阻抗谱变化趋势,应用等效电路模型分别拟合电化学阻抗谱中的Ohm阻抗和固体-电解液界面阻抗,提出了EIS-Ohm法和EIS-SEI法,利用扫描电镜和化学方法对析锂检测方法进行了验证。随着温度升高,析锂电池的电化学阻抗谱中的Ohm阻抗先增大后减小,固体-电解液界面阻抗变化较小;扫描电镜观察和化学方法确定了电池电极表面析出锂金属形貌和化学变化特性。结合电池工作温度(-10~60℃)和检测时间(>21 min),讨论了2种析锂检测方法的可行性。结果表明:基于电化学阻抗谱开发的2种检测方法能够清晰地判断电池发生析锂现象,这一快速、非解体检测方法对电池寿命和安全管理具有重要意义。 展开更多

关键词 锂离子电池 电化学阻抗谱 析锂检测 Ohm阻抗 界面阻抗

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基于应力信号的多类型电池析锂检测研究

19

作者 魏振伟 毛烁源 +3 位作者 汪宇 韩雪冰 卢兰光 欧阳明高 《上海理工大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期1-9,共9页

为解决传统析锂检测方法精度低和实时性差等问题,引入应力信号研究电池在析锂过程中的机械特性,并从机理实验和模拟仿真等角度展开定性和定量研究。运用弛豫电压信号和超声检测方法确定了电池的析锂阈值,并采用COMSOL Multiphysics仿真... 为解决传统析锂检测方法精度低和实时性差等问题,引入应力信号研究电池在析锂过程中的机械特性,并从机理实验和模拟仿真等角度展开定性和定量研究。运用弛豫电压信号和超声检测方法确定了电池的析锂阈值,并采用COMSOL Multiphysics仿真平台建立了电池三维机械–电化学耦合模型,导出仿真应力信号。最终通过应力关于容量的微分这一指标实时检测并与实验标定的析锂阈值进行比较,以此来判断电池在充放电过程中是否产生了析锂,实现实时且无损地对电池进行析锂检测的目标。研究成果为锂离子电池析锂检测提供新的方法和思路。 展开更多

关键词 机械应力 锂离子电池 析锂检测

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车用大尺寸锂离子动力电池性能的仿真与分析 被引量：3

20

作者 匡柯 任东生 +2 位作者 韩雪冰 郑岳久 孙跃东 《汽车安全与节能学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第1期116-124,共9页

为探究车用大尺寸锂离子动力电池内部性能不一致性,基于伪二维理论,建立了二维仿真模型。引入集流体区域电势分布及边界条件,对10~150 cm不同长度电极的电池建模仿真,分析了倍率性能、容量发挥率、阻抗等电性能及局部析锂。结果显示:长... 为探究车用大尺寸锂离子动力电池内部性能不一致性,基于伪二维理论,建立了二维仿真模型。引入集流体区域电势分布及边界条件,对10~150 cm不同长度电极的电池建模仿真,分析了倍率性能、容量发挥率、阻抗等电性能及局部析锂。结果显示:长度为100 cm的电池在3 C大倍率充电时正极集流体压降高达0.1 V,充电容量发挥率仅为82.2%,极化内阻接近10 cm的2倍;电流密度分布不均造成充电至85 s时就出现局部析锂;充电截止时刻极耳区域温度比中部高出8.6 K。因此,对车用大尺寸锂离子动力电池,亟需对结构进行优化设计和提高电池热管理能力。 展开更多

关键词 大尺寸锂离子动力电池 电池内部性能不一致性 容量发挥率 电流密度 局部析锂

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