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锂离子电池高温贮存容量衰减分析

储能科学与技术 2022年第5期11卷 1339-1349页

作者：程广玉刘新伟梅悦旎顾洪汇杨丞王可空间电源技术国家重点实验室上海空间电源研究所上海200245 上海动力储能电池系统工程技术有限公司上海200241

为了探究锂离子电池高温贮存后的容量衰减因素,研制了额定容量1.6 Ah的18650锂离子电池,并且负极采用预锂化技术。对比分析了电池常温及70℃分别满电贮存5个月后的容量损失、恢复容量、微分容量、电化学阻抗谱、形貌、结构、元素含量及... 详细信息

为了探究锂离子电池高温贮存后的容量衰减因素,研制了额定容量1.6 Ah的18650锂离子电池,并且负极采用预锂化技术。对比分析了电池常温及70℃分别满电贮存5个月后的容量损失、恢复容量、微分容量、电化学阻抗谱、形貌、结构、元素含量及热分析等。结果表明,电池70℃搁置后放电容量仅为25℃搁置后容量的79.14%,其中可逆容量损失占比为52.8%。电池的不可逆容量衰降源于严重的正负极失衡,其中未预锂化电池主要为负极损失,而预锂化电池由于负极锂过量主要表现为正极损失。70℃搁置电池内阻更高,特别是负极增加明显。70℃负极表面更多的“死锂”,更高的氧含量,意味着表面更多的副反应。此外,高温搁置并未对材料结构造成影响。

关键词：高温贮存容量衰减自放电预锂化锂离子电池

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

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

基于固定时间一致性算法的孤岛微电网分布式容错二次控制策略

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电力自动化设备 2022年第11期42卷 17-24页

作者：陆瑶王杰王子强李鹏瀚姚钢刘辉上海交通大学电力传输与功率变换控制教育部重点实验室上海200240 国家电网有限公司西北分部陕西西安710049 上海动力储能电池系统工程技术有限公司上海200241

随着微电网信息侧和物理侧的耦合日益紧密,软件密集型控制器和电力电子设备的大规模应用增加了微电网遭受攻击和故障的可能性,从而影响微电网的稳定运行。为此,针对孤岛交流微电网控制通道中潜在的执行器故障和传感器故障,提出了一种基... 详细信息

随着微电网信息侧和物理侧的耦合日益紧密,软件密集型控制器和电力电子设备的大规模应用增加了微电网遭受攻击和故障的可能性,从而影响微电网的稳定运行。为此,针对孤岛交流微电网控制通道中潜在的执行器故障和传感器故障,提出了一种基于固定时间一致性算法的分布式容错二次控制策略。首先,建立了同时计及执行器故障和传感器故障的下垂控制模型。其次,分别设计了上层分布式一致性控制算法和下层本地容错控制算法,分析了控制器对未知故障的抑制机理,从理论上证明了所提分布式容错二次控制策略的固定时间收敛特性,并进一步观测了传感器故障信号的波形。最后,算例仿真结果验证了所提控制策略的有效性。

关键词：孤岛微电网分布式容错控制执行器故障传感器故障固定时间一致性

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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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锂离子电池健康状态估计方法

电池 2019年第3期49卷 247-250页

作者：杨杰解晶莹晏莉琴尹鸽平哈尔滨工业大学化工与化学学院黑龙江哈尔滨150001 上海空间电源研究所上海200245 上海动力储能电池系统工程技术有限公司上海200241 上海动力与储能电池系统工程技术研究中心上海200245

综述几种常见的锂离子电池健康状态(SOH)的定义及估计方法,包括实验法、模型法、数据驱动法及融合法,分析各类方法的优缺点:实验法的可靠性较高,但耗时长;模型法易于实现嵌入式管理,但单一的模型结构容易导致较大的估计误差;数据驱动法... 详细信息

综述几种常见的锂离子电池健康状态(SOH)的定义及估计方法,包括实验法、模型法、数据驱动法及融合法,分析各类方法的优缺点:实验法的可靠性较高,但耗时长;模型法易于实现嵌入式管理,但单一的模型结构容易导致较大的估计误差;数据驱动法能够充分利用电池的运行数据;融合法能够发挥各模型及算法的优势,是开发电池健康状态诊断技术的重要研究内容。展望大数据背景下锂离子电池SOH估计方法的研究方向。

关键词：锂离子电池健康状态(SOH) 估计方法大数据

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老化对磷酸铁锂电池在绝热条件下的产热影响

储能科学与技术 2017年第2期6卷 237-242页

作者：罗英吕桃林张熠霄晏莉琴刘辉解晶莹哈尔滨工业大学化工学院黑龙江哈尔滨150001 上海动力储能电池系统工程技术有限公司上海200241 上海动力与储能电池系统工程技术研究中心上海200245

采用加速量热仪对不同老化状态下的磷酸铁锂电池在绝热条件下的充放电和过充电产热展开研究,并考察循环次数、循环倍率、搁置时间、搁置荷电态等老化因素对锂离子电池过充特性的影响。结果表明,随着循环次数增加,电池充放电和过充电平... 详细信息

采用加速量热仪对不同老化状态下的磷酸铁锂电池在绝热条件下的充放电和过充电产热展开研究,并考察循环次数、循环倍率、搁置时间、搁置荷电态等老化因素对锂离子电池过充特性的影响。结果表明,随着循环次数增加,电池充放电和过充电平均发热功率均增加。相比于0.5C循环,以1C倍率循环的电池过充升温幅度以及平均发热功率反而减少。这可能是由于电池在高倍率下循环形成较厚的界面膜,消耗了部分电解液,导致过充过程中可分解的电解液总量减少,从而使得放热量减少,放热平均功率降低。随着高温搁置时间增加,电池充放电和过充电平均发热功率同样增加。而满电态搁置的电池的过充升温幅度以及平均发热功率小于半电态搁置的电池。这可能与电池在高荷电态下搁置电解液量分解更多有关。在相近的容量损失情况下,搁置老化对电池的充放电和过充平均发热功率的影响更大。

关键词：锂离子电池老化绝热条件产热

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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

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高浓度电解液用于锂电池的进展

电池 2020年第3期50卷 284-288页

作者：张立恒谢朝香罗英解晶莹哈尔滨工业大学化工与化学学院黑龙江哈尔滨150001 上海空间电源研究所上海200245 上海动力与储能电池系统工程技术研究中心上海200245 上海动力储能系统工程技术有限公司上海200241

概述近年来高浓度电解液在锂电池体系中的应用及研究进展,包括锂离子电池、锂金属电池、锂氧电池和锂硫电池;展望高浓度电解液的发展趋势。适当的稀释剂作为共溶剂对高浓度电解液进行稀释,形成局部高浓度电解液,是一种高效的方法;开发... 详细信息

概述近年来高浓度电解液在锂电池体系中的应用及研究进展,包括锂离子电池、锂金属电池、锂氧电池和锂硫电池;展望高浓度电解液的发展趋势。适当的稀释剂作为共溶剂对高浓度电解液进行稀释,形成局部高浓度电解液,是一种高效的方法;开发低黏度氟代溶剂替代传统酯类及醚类溶剂,形成高浓度氟代电解液,能更好地匹配高能量密度电池体系。

关键词：电解液高浓度锂离子电池锂金属电池锂氧电池锂硫电池金属锂负极