三元锂离子动力电池电化学性能试验研究及仿真

来源 :青岛大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:tireda
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
锂离子电池的性能是电池使用时关注的重点,本文以某电池厂商提供的容量为2750m Ah的18650型NCM811新电池与经过1500次充放电循环实际容量为1870m Ah的老化电池为研究对象,研究电池的放电性能、充放电过程中的产热规律、影响电池产热的内阻及熵热系数,然后建立电化学-热耦合模型仿真电池放电过程中的温度场变化,研究正负极颗粒半径对电池放电电压以及产热功率的影响。对经过预试验后的新电池进行0.5C倍率不同环境温度(-20℃、0℃、25℃、40℃)、不同倍率(0.2C、0.5C、1C、2C)的放电试验,得到电池放电电压曲线、放电容量以及放电过程中电池外表面的温度变化曲线。放电电压及放电容量随试验环境温度的升高而增大,电池表面温度增量随环境温度的升高而减小。老化电池与新电池进行相同的试验,发现倍率变化对老化电池影响更大,新电池2C放电容量为0.2C放电容量的95.6%,老化电池25℃时2C放电容量为0.2C放电容量的82%,且相同试验条件下老化电池温升大于新电池。对电池进行混合脉冲能力特性试验、熵热系数试验、等温量热试验研究电池产热。混合动力脉冲能力特性试验得到电池在不同荷电状态(SOC)下的充电内阻与放电内阻,相同测试条件下,老化电池的内阻整体约比新电池高38mΩ,而新电池内阻在42~62mΩ之间,内阻与电池的不可逆产热有关,故相同充放电条件下,老化电池不可逆产热远大于新电池。电池的可逆热与熵热系数相关,通过电压-温度曲线计算得出与SOC对应的熵热系数值,老化电池与新电池的熵热系数曲线相似,在100%~40%SOC区间内皆为正值,在30%SOC附近由正值减小至负值,且在30%~0SOC区间内持续减小,老化电池0SOC时的熵热系数小于新电池。使用等温绝热量热仪测试新电池与老化电池在充放电过程中的产热功率曲线及产热量。小倍率充放电时,不可逆热与可逆热对电池产热均影响较大,大倍率充放电时,不可逆热对电池产热功率影响较大。电化学-热耦合模型在验证准确性之后对25℃时0.5C放电过程中的温度场进行仿真,获得放电过程中电池及周围环境的瞬态温度场分布;改变正负极颗粒半径,研究粒径对电池产热以及放电电压的影响,发现负极颗粒半径的增大使产热功率明显增大,正极颗粒半径的增大仅使放电中期的产热功率略有增大,正负极颗粒半径的增大均使电压略有减小。
其他文献
21世纪以来能源和环境危机给世界各国的发展带来了巨大的挑战,推进新能源汽车的发展成为促进节能减排规划的有效举措,新能源汽车产业也成为许多国家的重要战略布局。合理的工作温度能够提高驱动电机的工作效率,延长驱动系统的使用寿命,提升车辆的续航里程,对于提升新能源汽车性能具有重要意义。机电液动力耦合电动车是以机电液耦合器为核心的新构型电动车,其冷却系统的设计匹配是后续产品开发和应用的重要基础研究,本文以机
颗粒物造成的空气污染严重威胁着人们的健康,口罩已经成为个体防护最直接有效的工具。目前市面上聚丙烯(PP)熔喷布口罩存在过滤性能随着电荷的衰减而降低,使得防护性能下降的问题;以及口罩的循环使用性差和废弃口罩造成环境污染的问题。因此,环保型可重复使用口罩的开发需求迫切。本文利用静电纺丝技术制备了纤维素基可降解空气过滤材料,对其制备工艺以及结构性能进行了系统的研究。具体工作如下:(1)首先以制备纤维素基
在医药和养殖领域中,抗生素的使用越来越普遍。但是大量使用的抗生素并不会完全被利用,很大一部分以代谢产物的形式排到自然界的水体中。而且目前的水处理技术并不能做到彻底地去除水体中的抗生素,尽管残留浓度很低,但是也会危害人类的身体健康。光催化技术具有环境友好、经济价值高的优点,可以用作环境治理以及清洁能源的开发。借助半导体催化剂TiO2我们可以更好地使用光催化技术。然而对于TiO2来说,由于具有3.2
社会发展速度持续加快,固定资产投资和建筑业增加值等指标持续增长,对于GDP拉动作用巨大,房建类项目作为工程项目的重要组成部分,对于经济的拉动作用不容小觑。当前高速发展的大背景下,加快项目建设进度,按期甚至提前完成建设任务成为越来越多建设单位的主要诉求。房建类项目参与方多、延续时间长、不确定性因素时有发生,众多因素都可能成为影响项目工期的风险点,影响项目如期交付,甚至带来经济损失。因此识别、分析和防
试验选用耐盐芽孢杆菌Bacillus halodurans及嗜碱芽孢杆菌Bacillus alcalophilus的RecJ核酸酶(BhRecJ和BaRecJ)作为主要研究对象,对该类来自嗜碱或耐盐菌株的RecJ核酸酶的结构特征及系统进化进行了生物信息学分析。通过构建相应的重组表达质粒,在大肠杆菌体内分别异源表达BaRecJ和BhRecJ,分析其对宿主细胞的影响,并在体外进行了核酸酶活性的表征与关
硼碳氮(BCN)材料由于具有丰富的孔道、可调控的表面、独特的电子结构等特点在能源、环境及化工领域得到了广泛的关注。为充分挖掘利用BCN优异的特性,深入理解BCN的“结构-性能-应用”构效关系,本论文通过复合材料构筑、表面改性、孔结构调控等策略,实现了BCN材料在储能、催化和污染物吸附等领域的高效利用。本论文具体工作主要分为以下三部分:(1)、多孔BCN限域生长氮化钨量子点的设计合成及其作为锂离子电
将植物中药野菊花和黄连提取物水溶液、植物中药甜橙精油微胶囊和可吸附甲醛的天然矿物微粉功能剂悬浮液与黏胶纺丝液共混,利用湿法纺丝方法制备了抗菌、防霉、吸附甲醛多功能黏胶纤维,并对其各项性能和功能进行了研究。首先,分别对四种植物中药提取物进行了抗菌、防霉性能测试,结果表明,黄连提取物和甜橙精油均具有良好的抗菌、防霉效果,野菊花提取物具有良好的抗菌效果。故选用野菊花提取物为主要抗菌功能剂、黄连提取物和甜
二氧化硫的过量排放造成了严重的污染问题,对人类的健康和环境有害。传统的烟气脱硫处理方法,存在一些固有的缺陷,包括副产物的产生、溶剂的挥发、运行成本高和能耗大等问题。因此,开发一种高效、绿色、可循环利用的新型吸收剂用于二氧化硫的吸收具有极其重要的意义。离子液体因其低蒸汽压、高的热稳定性和可调的结构被用于二氧化硫捕集,但是离子液体本身具有较高的黏度,在应用于吸附过程时它的传质阻力高,会影响吸收效率和吸
随着科技的发展,自动化设备在纺织业中的应用越来越广泛,人工落纱将逐步被自动落纱取代。近年来各大厂家陆续推出自动落纱机,但这些落纱机在工作中仍存在一些不足,如落纱稳定性较差、无法适应锭子安装误差、落纱过程中对纱线有较大损伤等,给纺纱工作带来了一定的影响。针对自动落纱机存在的问题,本文设计了一种装有可自动适应锭子安装误差的拔管装置的新型落纱机。其拔管装置利用双摇杆机构模拟人工拔管的轨迹,利用平行四边形
汽车与能源、交通、信息通讯等领域加速融合,材料领域、能源领域、AI领域等越来越多的前沿技术融入新能源汽车,作为新能源汽车核心之一的驱动系统,其性能好坏直接影响整车的动力性、经济性与舒适性。机电液三种动力的特性各具所长,通过优势互补取得较好节能效果。变量式交流同步机电液耦合器将电驱动系统和液压驱动系统高度集成,装车以后形成机电液动力耦合电动车的动力传动系统,兼顾纯电驱动和混合驱动的优点。机电液耦合器