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模块化钛酸锂储能电源系统技术专利分析研究

军民两用技术与产品 2024年第2期 34-39页

作者：刘新伟王凌云郭文涛顾伟伟金原影上海空间电源研究所中国航天系统科学与工程研究院

钛酸锂电池拥有超长的循环寿命、杰出的安全性能、优异的功率特性以及良好的经济性,为大规模储能系统产业的崛起奠定了紧要基石,也促使模块化钛酸锂电池储能电源系统成为储能领域的下一个风口。本文对钛酸锂储能电源系统进行专利检索,... 详细信息

钛酸锂电池拥有超长的循环寿命、杰出的安全性能、优异的功率特性以及良好的经济性,为大规模储能系统产业的崛起奠定了紧要基石,也促使模块化钛酸锂电池储能电源系统成为储能领域的下一个风口。本文对钛酸锂储能电源系统进行专利检索,从申请趋势、申请区域、技术分布和主要申请人等维度进行专利分析,提出了技术发展及专利布局建议。

关键词：钛酸锂储能电源系统专利分析布局建议

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高效供电系统可靠性与安全性分析

办公自动化 2024年第2期29卷 8-10页

作者：王德佳郑飞程伟金磊闵凡奇上海航天电源技术有限责任公司上海201112 上海空间电源研究所上海200245

高效供电系统主要用于满足严苛环境下的工作特性和稳定性要求,但由于锂离子电池内部是非稳态的电化学体系,因热滥用、电滥用和机械滥用等异常情况发生可能会产生安全隐患,从而造成严重经济损失和恶劣社会影响。文章提出一种分析验证该... 详细信息

高效供电系统主要用于满足严苛环境下的工作特性和稳定性要求,但由于锂离子电池内部是非稳态的电化学体系,因热滥用、电滥用和机械滥用等异常情况发生可能会产生安全隐患,从而造成严重经济损失和恶劣社会影响。文章提出一种分析验证该系统可靠性与安全性的方法,通过建模分析、热设计仿真验证其可靠性;且经热设计仿真分析满足在高温下长循环情况下的温度稳定性,但水冷板仍有优化空间;采用硬件分析法,分析该系统锂离子电池储能模块在使用过程中可能或实际发生的故障模式,为提高系统使用可靠性、运行安全性等提供依据。

关键词：高效供电系统锂离子电池储能模块可靠性安全性故障模式

钠离子电池正极材料NaNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2高压衰减机理（英文）

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无机化学学报 2018年第4期34卷 750-756页

作者：王勇刘雯郭瑞罗英李永裴海娟解晶莹上海空间电源研究所空间电源技术国家重点实验室上海200245 上海动力储能电池系统工程技术有限公司上海200241

首次通过简单的固相反应合成了NaNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2材料,并对其合适的电化学工作条件进行了探索。在此基础上对其在高充电电压下的衰减机理进行了研究。通过非原位XRD和电化学阻抗谱等电化学手段综合分析高充电电压下的衰减机... 详细信息

首次通过简单的固相反应合成了NaNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2材料,并对其合适的电化学工作条件进行了探索。在此基础上对其在高充电电压下的衰减机理进行了研究。通过非原位XRD和电化学阻抗谱等电化学手段综合分析高充电电压下的衰减机理,发现随着充电电压升高至4 V,界面层的不断增厚与材料结构的不可逆变化同时导致了电化学性能的衰减。

关键词：钠离子电池正极材料机理容量衰减高充电电压

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基于中国专利的钛酸锂发展趋势分析

化工进展 2017年第B11期36卷 578-585页

作者：闵凡奇李硕党国举杨炜婧张全生解晶莹上海应用技术大学化学与环境工程学院上海201418 上海空间电源研究所上海动力与储能电池系统工程技术研究中心上海200245

随着国家对新能源汽车的重视,动力电池的发展方向主要包括磷酸铁锂电池、三元电池和钛酸锂电池。而由于钛酸锂电池具有寿命长、功率高、安全性强等特点,其可以应用于城市公交、储能、工业化设备等领域。通过系统检索中国钛酸锂专利文献... 详细信息

随着国家对新能源汽车的重视,动力电池的发展方向主要包括磷酸铁锂电池、三元电池和钛酸锂电池。而由于钛酸锂电池具有寿命长、功率高、安全性强等特点,其可以应用于城市公交、储能、工业化设备等领域。通过系统检索中国钛酸锂专利文献,对钛酸锂在中国的发展趋势、竞争格局、技术领域、应用市场等进行了数据挖掘和分析。分析表明,钛酸锂的制备技术依旧没有达到成熟,钛酸锂制备技术的主流依旧是改性;解决或缓解钛酸锂电池的胀气问题,主要是进行钛酸锂材料的改性、电解液改性及化成方法的改进为主;钛酸锂技术主要来自于中日美,并且中国为主要市场;钛酸锂的应用领域逐渐开始扩展,但主要集中于新能源汽车和储能领域,在其他领域的应用还有非常大的市场潜力,这将会是钛酸锂领域未来专利申请的趋势所在。

关键词：钛酸锂专利分布技术领域数据挖掘

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钠离子电池正极材料研究进展

化工进展 2018年第8期37卷 3056-3066页

作者：王勇刘雯郭瑞罗英解晶莹上海空间电源研究所空间电源技术国家重点实验室上海200245 上海动力储能电池系统工程技术有限公司上海200241

钠离子电池与锂离子电池工作原理相似,却有着更低的成本和更高的安全性。在钠离子电池中,正极材料的研究尤为重要。本文对现有的钠离子电池正极材料进行了系统性的归纳,首先介绍了各类正极材料的结构和电化学特性,基于此分析目前钠离子... 详细信息

钠离子电池与锂离子电池工作原理相似,却有着更低的成本和更高的安全性。在钠离子电池中,正极材料的研究尤为重要。本文对现有的钠离子电池正极材料进行了系统性的归纳,首先介绍了各类正极材料的结构和电化学特性,基于此分析目前钠离子电池正极材料面临的两个主要制约因素:一是钠离子半径大,充放电过程中对材料结构的影响大,导致容量衰减迅速;二是动力学过程慢,导致其倍率性能差。在此基础上归纳了现有的各类钠离子电池正极材料的改性方法如掺杂、包覆等。总结了材料改性及改善材料电化学性能的方法以及应用在现有材料中时所获得的效果,基于此为未来的钠离子电池正极材料及其改性研究提供了基础。

关键词：储能钠离子电池正极材料低成本

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电动汽车用锂离子电池SOC估算方法综述

储能科学与技术 2021年第3期10卷 1127-1136页

作者：付诗意吕桃林闵凡奇罗伟林罗承东吴磊解晶莹空间电源国家重点实验室上海空间电源研究所上海动力与储能电池系统工程技术研究中心上海200245 上海动力储能电池系统工程技术有限公司上海200241 哈尔滨工业大学化工与化学学院黑龙江哈尔滨150001

综述了锂离子电池荷电状态(state of charge,SOC)估算方法的研究进展。作为电动汽车电池管理中的重要指标,SOC表征了电池在当前循环中剩余的电量。准确的SOC估算可有效地避免电池工作于过低电量等不良工况,保证电池始终运行在安全的状态... 详细信息

综述了锂离子电池荷电状态(state of charge,SOC)估算方法的研究进展。作为电动汽车电池管理中的重要指标,SOC表征了电池在当前循环中剩余的电量。准确的SOC估算可有效地避免电池工作于过低电量等不良工况,保证电池始终运行在安全的状态中,从而有效提高电池使用的效率和延长使用寿命。介绍并比较了几种常用的SOC估算方法:安时积分法最为简单,但由于其是开环估算系统,无法对估计误差进行修正;开路电压法可以根据开路电压与SOC之间的对应关系实现查表式估算,然而由于需要长时间静置来获取稳定的电压值,不适用于在线估算;卡尔曼滤波族方法是前两种方法的结合,可依靠系统观测值的误差对状态估计值进行及时修正,搭配适合的电池模型可获得较高的估算精度且适用于在线估算;数据驱动的方法则需要长期性的历史数据进行数据库的建立。本文总结了每种SOC估算方法的优缺点以及改进的方案。基于以上分析,结合SOC估算算法在工程实际中应用的局限与面对的挑战,对锂离子电池SOC在线估算的发展做出了展望。

关键词：锂离子电池 SOC 在线估算

微米级单晶高电压LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_(4)材料的制备及性能

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无机化学学报 2022年第4期38卷 611-619页

作者：罗英丁赵波刘雯晏莉琴闵凡奇解晶莹路杰上海空间电源研究所空间电源技术国家重点实验室上海200245 上海动力储能电池系统工程技术有限公司上海200241 贵州百思特新能源材料有限公司贵州554000

采用改进的共沉淀-高温固相法制备了形貌可控的高电压LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_(4)料。利用锂盐中结晶水易脱水的特点设计了低温高压反应环境。在高温煅烧之前增加反应釜预反应过程,有效提高锂盐与氧化物前驱体的混合均匀性以及反应性,抑制... 详细信息

采用改进的共沉淀-高温固相法制备了形貌可控的高电压LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_(4)料。利用锂盐中结晶水易脱水的特点设计了低温高压反应环境。在高温煅烧之前增加反应釜预反应过程,有效提高锂盐与氧化物前驱体的混合均匀性以及反应性,抑制了杂相生成,降低了材料金属离子混排度。调控预反应温度实现了LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_(4)材料形貌和颗粒尺寸的可控制备。研究表明,经过180℃预反应过程合成的样品具有规则的八面体单晶形貌,尺寸分布相对均匀,有效抑制了电极/电解液界面反应,使得合成的材料表现出优异的循环稳定性和倍率性能。常温1C下循环400次后容量保持率达到95.3%,且在20C下仍能放出120.9 mAh·g^(-1)的比容量。

关键词：锂离子电池高电压LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_(4) 改进的共沉淀-高温固相法循环稳定性

废旧镍钴锰酸锂正极材料的固相直接修复再生技术

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电源技术 2024年第4期48卷 568-583页

作者：朱俊峰田俊行吴科奇王峰姜煜煜孙学义庄卫东北京科技大学绿色低碳钢铁冶金全国重点实验室北京100083 北京科技大学冶金与生态工程学院北京100083 北京科技大学稀贵金属绿色回收与提取北京市重点实验室北京100083 上海空间电源研究所空间电源技术国家重点实验室上海200245

近年来,随着新能源汽车领域的快速发展,锂离子动力电池的出货量不断增加,三元锂离子电池因其优异的高能量密度性能已被广泛应用于便携式电子设备和新能源汽车等领域。随着锂离子电池即将迎来“退役”高峰,镍钴锰酸锂正极材料作为锂离子... 详细信息

近年来,随着新能源汽车领域的快速发展,锂离子动力电池的出货量不断增加,三元锂离子电池因其优异的高能量密度性能已被广泛应用于便携式电子设备和新能源汽车等领域。随着锂离子电池即将迎来“退役”高峰,镍钴锰酸锂正极材料作为锂离子电池中最为关键的电极材料之一,其高效绿色循环利用具有重要的资源、环境、经济及战略意义。目前传统的镍钴锰酸锂正极材料回收技术以火法冶金和湿法冶金为主,这些方法可以从废弃的正极材料中提取高附加值金属,但普遍存在污染大、能耗高、循环周期长等问题。固相直接修复再生技术能够直接对废旧正极材料进行修复,实现正极材料的结构、组分及电化学性能的有效恢复,因其具有工艺简单、绿色高效等优势而受到广泛的关注。围绕固相直接修复再生技术,系统阐述镍钴锰酸锂正极材料的失效机制和修复机理,详细分析焙烧温度、焙烧气氛以及补锂工艺对固相修复再生镍钴锰酸锂正极材料结构和性能的影响及其作用机理,并指出了目前固相直接修复再生技术存在的问题,展望了该技术的未来前景。

关键词：锂离子电池镍钴锰酸锂正极材料直接修复再生固相法

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电化学阻抗谱测量与应用研究综述

电源技术 2021年第9期45卷 1227-1230页

作者：吴磊吕桃林陈启忠刘咏晖解晶莹上海空间电源研究所空间电源技术国家重点实验室上海200245 上海动力与储能电池系统工程技术研究中心上海200245

电化学阻抗谱(EIS)是一种广泛应用的锂离子电池无损表征方法,其表征的阻抗是确定电池工作边界、评估性能和跟踪功能状态的关键之一,它已被广泛应用于锂离子电池的研究,可用于电池筛选、运维以及性能评估等各环节。综述了基于电化学阻抗... 详细信息

电化学阻抗谱(EIS)是一种广泛应用的锂离子电池无损表征方法,其表征的阻抗是确定电池工作边界、评估性能和跟踪功能状态的关键之一,它已被广泛应用于锂离子电池的研究,可用于电池筛选、运维以及性能评估等各环节。综述了基于电化学阻抗谱的荷电状态(SOC)和健康状态(SOH)估计的应用概况,并概述了电化学阻抗谱测量的频域和时域方法。总结了电化学阻抗谱在电池状态估计中的应用前景和挑战,展望了电化学阻抗谱应用的发展方向。

关键词：电化学阻抗谱 SOC SOH 时域频域