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对于电极反应:

时间:2018-08-26 08:31来源:未知 作者:秒速赛车 点击:
对于电动汽车行业,根据国标《GB/T 31486-2015 电动汽车用动力蓄电池电性能要求及试验方法》,电池的额定容量是指室温下电池以1I1(A)电流放电,达到终止电压时所放出的容量(Ah),其中

  对于电动汽车行业,根据国标《GB/T 31486-2015 电动汽车用动力蓄电池电性能要求及试验方法》,电池的额定容量是指室温下电池以1I1(A)电流放电,达到终止电压时所放出的容量(Ah),其中I1为1小时率放电电流,其数值等于C1 (A)。测试方法为:

  针对锂离子电池在材料、制造和使用过程中的诸多安全隐患,如何对容易产生安全问题的部分进行改进,是锂离子电池制造商需要解决的问题。

  工作电压又称端电压,是指电池在工作状态下即电路中有电流流过时电池正负极之间的电势差。在电池放电工作状态下,当电流流过电池内部时,需克服电池的内阻所造成阻力,会造成欧姆压降和电极极化,故工作电压总是低于开路电压,充电时则与之相反,端电压总是高于开路电压。即极化的结果使电池放电时端电压低于电池的电动势,电池充电时,电池的端电压高于电池的电动势。

  (5)SEI膜的影响:SEI 膜的形成增加了电极/电解液界面的电阻,造成电压滞后即极化。

  因此,对某种正极或负极材料来说,当处于有锂盐的电解质中时,其电极电位表示成:

  1、2017年镍氢蓄电池出口量约为5.10亿只,2016年出口量约为5.05亿只,与上一年相比,同比增长了0.99%。2017年镍氢蓄电池出口额约为4.00亿美元,2016年出口额约为4.21亿美元,与上一年相比,同比下降了4.99%。

  “各级政府和相关部门对公司发展十分关心。”兰永嘉说,为了支持企业,贵阳市和清镇市出台了详细的推广方案,并给予一定的税收优惠和土地支持;中石油和中石化也与公司签订了合作协议,4座甲醇燃料加注站正在紧锣密鼓地建设中。“这些进展令我们振奋不已。目前,我们正进行二期扩建年产10万吨高比例M85甲醇燃料和5万吨M15甲醇汽油,完全能够满足整个贵阳市甲醇燃料的生产需求。”

  (2)正负极材料的影响:正负极材料颗粒大锂离子扩散到表面的通道加长,不利于大倍率放电。

  电池的内阻随电池放电电流的增大而增大,这主要是由于大的放电电流使得电池的极化趋势增大,并且放电电流越大,则极化的趋势就越明显,如图2所示。根据欧姆定律: V=E0-I×RT,内部整体电阻RT的增加,则电池电压达到放电截止电压所需要的时间也相应减少,故放出的容量也减少。

  不同行业根据使用工况,具有不同的测试标准。对于3C产品用的锂离子电池,根据国标《GB/T18287-2000蜂窝电话用锂离子电池总规范》,电池的额定容量测试方法为:a)充电:0.2C5A充电;b)放电:0.2C5A放电;c)进行五个循环,其中有一次达到即判定为合格。

  单位质量和单位体积的电池所给出的能量,称质量比能量或体积比能量,也称能量密度。单位为wh/kg或wh/L。

  近日,上市公司半年报陆续出炉,新能源汽车产业链中的部分企业业绩出炉,多数企业业绩比上年同期增长明显。...[详细]

  电池的放电过程处于平衡状态,放电电压保持电动势(E)数值,且活性物质利用率为100%,在此条件下电池的输出能量为理论能量,即可逆电池在恒温恒压下所做的最大功。

  电极电位是指固体材料浸于电解质溶液中,显示出电的效应,即金属的表面与溶液间产生的电位差,这种电位差称为金属在此溶液中的电位或电极电位。简单说电极电位是表示某种离子或原子获得电子而被还原的趋势。

  电池电动势是根据电池反应,应用热力学方法进行计算的理论值,即电池在断路时处于可逆平衡状态下,秒速赛车投注:正负极之间的平衡电极电势之差,是电池可以给出电压的极大值。而实际上,正负极在电解液中并不一定处于热力学平衡状态,即电池的正负极在电解质溶液中所建立的电极电势通常并非平衡电极电势,因此电池的开路电压一般均小于它的电动势。对于电极反应:

  DOD(Depth of Discharge )为放电深度,表示放电程度的一种量度,为放电容量与总放电容量的百分比。放电深度的高低和电池的寿命有很大的关系:放电深度越深,其寿命就越短。两者关系为SOC = 100%- DOD

  数据显示,今年上半年,世界主要电动汽车电池供应商市场占有率中,松下以40.4%位居第一,松下是特斯拉的供应商,凭借特斯拉的热销,市场占有率也最大,此外松下也为大众、奔驰等供应电池;日本AESC和日本PEVE分别以占有率11.8%和10.4%位居第二、第三,韩国LG化学以8.8%的占有率位居第四,中国比亚迪则以7.2%位居第五,三星SDI以5.7%位居第六。

  b) 室温下,电池以1I1(A)电流放电,直到放电至企业技术条件中规定的放电终止电压;

  电池在恒电流、恒功率和恒电阻三种方式下放电的同时,利用定时功能以实现连续放电、间歇放电和脉冲放电的控制。图11 是典型脉冲充放电测试的电流曲线和电压曲线。

  从进口来看,2016年1月份日本进口电池的总数量为114952千只,同比增长93%,进口额为14314百万日元,同比增长116%。其中一次电池的进口总数量为107042千只,同比增长93%,进口额为1818百万日元,同比增长84%。

  c.电池的放电截止电压:是由电极材料以及电极反应本身的限定来设定的放电时一般为3.0V或2.75V。

  而目前国内更多的是采用风冷和自然冷却的电池包,温度的一致性一直是老大难的问题。所以很多电动汽车都不能快充,而且所谓快充也并不快,正是温度的一致性导致的。

  随着节能环保工作的大力推进,各燃油车车企也相继出台了相应的对策,例如;三缸发动机的重新复燃,减低燃油车的排量等等;但根据大数据表明,只要是燃油车就存在对环境污染的问题,于是在全球范围内,新的一轮禁售燃油车呼声,又被推上到风口浪尖之上。

  图7是磷酸铁锂电池两种模式下不同倍率充放电测试结果。根据图7(a)的容量曲线,恒流模式下随着充放电电流的增大,电池实际充放电容量均逐渐变小但变化幅度相对较小。恒功率模式下电池的实际充放电容量也随功率的增加而逐渐减小,且倍率越大,容量衰减越快。1 h 率放电容量较恒流模式为低。同时,当充放电倍率低于5 h 率时,恒功率条件下电池容量较高,而高于5 h 率时则恒流条件下电池容量较高。

  d) 重复步骤a)-c)5次,当连续3次试验结果的极差小于额定容量的3%,可提前结束试验,取最后3次试验结果平均值。

  恒流源是一种能向负载提供恒定电流的电源装置,在外界电网电源产生波动和阻抗特性发生变化时它仍能使输出电流保持恒定。

  (2)根据设定电压变化差ΔV采集电流,电压和时间数据。充放电设备的精度主要包括电流精度、电压精度、时间精度。表2是某款充放电机的设备参数,其中,% FS 表示全量程的百分数,0.05%RD是指测量的误差在读数的0.05%范围内。充放电设备一般采用数控恒流源代替负载电阻作负载,使电池的输出电压与回路中串联电阻或寄生电阻无关,而只与电池等效的理想电压源的电压E 和内阻r 以及回路电流 I 相关。如果使用电阻做负载,设电池等效的理想电压源的电压为E,内阻为 r,负载电阻为R,用电压表测量负载电阻两端的电压,如图6上图所示。但是,实际情况下,电路中存在引线电阻和夹具接触电阻(统一为寄生电阻)图 3上图的等效电路图为图3下图所示。实际情况下不可避免地引入了寄生电阻,从而使总的负载电阻变大,但是测量的电压是负载电阻R 两端的电压,因此引入了误差。

  6月25日,《美国汽车新闻》发布2018全球汽车零部件配套供应商百强榜。根据最新榜单,博世仍位居首位,连续8年蝉联,电装跃至亚军,麦格纳则为第三名。在上榜的100家企业中,共有84家企业的2017年配套营收实现增长,16家出现不同程度的下跌。其中,美国车桥控股的增幅最大,为58.63%;国际汽车零部件集团(IAC Group)的同比跌幅最大,为26.67%。

  充放电测试设备一般使用半导体器件作为通流元件,通过调整半导体器件的控制信号,可以模拟出恒流,恒压,恒阻等多种不同特性的负载。锂离子电池放电测试模式主要包括恒流放电、恒阻放电、恒功率放电等。在各放电模式下还可以分出连续放电和间隔放电,其中根据时间的长短,间隔放电又可以分为间歇放电和脉冲放电。放电测试时,电池根据设定的模式进行放电,达到设定的条件后停止放电,放电截止条件包括设定电压截止、设定时间截止、设定容量截止,设定负电压梯度截止等。电池放电电压的变化与放电制度有关,即放电曲线的变化还受放电制度的影响,包括:放电电流,放电温度,放电终止电压;间歇还是连续放电。放电电流越大,工作电压下降越快;随放电温度的增加,放电曲线变化较平缓。

  电极反应要形成电池必须满足以下条件:化学反应中失去电子的过程(即氧化过程)和得到电子的过程(即还原反应过程)必须分隔在两个不同区域中进行,这区别于一般的氧化还原反应;两电极的活性物质进行氧化还原反应时所需的电子必须由外电路传递,这区别于金属腐蚀过程的微电池反应。电池的电压是正极与负极之间的电势差,具体的关键参数包括开路电压、工作电压、充放电截止电压等。

  e.电池的充电条件:充电倍率、温度、截止电压等影响充入电池的容量,从而决定放电容量。

  其中,R是气体常数,T是反应温度,a是组分活度或浓度。电池的开路电压取决于电池正负极材料的性质、电解质和温度条件等,而与电池的几何结构和尺寸大小无关。锂离子电极材料制备成极片,与金属锂片组装成纽扣半电池,可以测得电极材料在不同的SOC状态下的开路电压,开路电压曲线是电极材料荷电状态的反应,电池贮存过程中开路电压会下降,但幅度不会很大,如果开路电压下降速度过快或幅度过大属异常现象。 两极活性物质表面状态变化及电池自放电是开路电压在贮存中下降的主要原因,具体包括正负极材料表面膜层的变化;电极热力学不稳定性造成的电位变化;金属异物杂质的溶解与析出;正负极之间隔膜造成的微短路等。锂离子电池在老化时, K值(电压降)的变化正是电极材料表面SEI膜的形成和稳定过程,如果电压降太大,说明内部存在微短路,判定电池为不合格品。

  而现在,厂家在许多新能源车上配备了充电插头,只要住宅小区内有插座,就可以进行充电,而充满电的时间在10小时左右。除此之外,一些厂家还会配置安装充电桩服务,这样充电速度是和商场差不多的。

  (3)浓差极化:由于溶液中离子扩散过程的迟缓性,造成在一定电流下电极表面与溶液本体浓度差,产生极化。这种极化随着电流下降,在宏观的秒级(几秒到几十秒)上降低或消失。

  c) 计量放电容量(以Ah计),计算放电比能量(以Wh/kg计);

  电流通过电极时,电极偏离平衡电极电势的现象称为极化,极化产生过电势。根据极化产生的原因可以将极化分为欧姆极化、浓差极化和电化学极化,图2是电池典型的放电曲线及各种极化对电压的影响。

  其中,E+、E—分别表示正、负极的电势,E+0、E—0分别表示正、负极的平衡电极电势,VR表示欧姆极化电压,η+、η—分别表示正、负极的过电势。

  电池在一定条件下对外作功所能输出的电能叫做电池的能量,单位一般用wh表示。放电曲线中,能量的计算式为:W = ∫U(t)*I(t)dt。恒流放电时,W = I*∫U(t)dt = It*ü(ü为放电平均电压,t为放电时间)

  电池容量是指一定放电制度下(在一定的放电电流I,放电温度T,放电截止电压V条件),电池所放出的电量,表征电池储存能量的能力,单位是Ah或C。容量受很多引素的影响,如:放电电流、放电温度等。容量大小是由正负极中活性物质的数量多少来决定的。

  锂离子电池实质上是一种锂离子浓差电池,锂离子电池的充放电过程为锂离子在正负极的嵌入、脱出的过程。影响锂离子电池极化的因素包括:

  三元材料的主要问题是随着镍含量的提高,材料的碱性变强,对电池制作工艺和环境的要求越来越高;同时材料的热稳定性降低,在循环过程中会释放氧气,导致材料的结构稳定性变差;在充电状态下,镍具有较强的氧化性,对电解液的匹配性也提出了更高的要求。所以三元电极材料在推广和使用上局限性较高。

  1. 王超等. 电化学储能器件恒流与恒功率充放电特性比较[J]. 储能科学与技术. 2017(06):1313-1320.

  一位锂电厂家高层估算,100万辆电动车至少要2500万千瓦锂电池,相当于10亿部手机需求量。此外,每年3000万辆电动自行车销量中,锂电份额仅3%,空间很大。此外还有太阳能、风能储能电站需求。

  比容量:为了对不同的电池进行比较,引入比容量概念。比容量是指单位质量或单位体积电极活性物质所给出的容量,称为质量比容量或体积比容量。通常计算方法为:比容量=电池首次放电容量 /(活性物质量*活性物质利用率)

  考虑反应物组分的非标准状态以及活性组分的活度(或浓度)随时间的变化,采用能斯特方程修正电池实际开路电压:

  d.电池的充放电次数:电池经过多次充放电后,由于电极材料的失效,电池的放电容量会相应减少。

  据报道,随着对特斯拉Model 3的需求增加,松下将在2018年底将其超级工厂Gigafactory....

  该项研究得到广东省创新科研团队、深圳市科技计划项目和国家自然科学基金等项目的资助。

  电池放电时实际输出的能量称为实际能量,电动汽车行业规定(《GB/T 31486-2015 电动汽车用动力蓄电池电性能要求及试验方法》),室温下蓄电池以1I1(A)电流放电,达到终止电压时所放出的能量(Wh),称额定能量。

  恒流放电时,设定电流值,然后通过调节数控恒流源来达到这一电流值,从而实现电池的恒流放电,同时采集电池的端电压的变化,用来检测电池的放电特性。恒流放电是放电电流不变,但是电池电压持续下降,所以功率持续下降的放电。图5就是锂离子电池恒流放电的电压和电流曲线。由于用恒电流放电,时间坐标轴很容易转换为容量(电流与时间的乘积)坐标轴。图5是恒流放电时电压-容量曲线。恒流放电是锂离子电池测试中最常使用的放电方式。

  2)电池电压进入一个缓慢变化的阶段,这段时间称为电池的平台区,放电倍率越小,

  3) 在电池电量接近放完时, 电池负载电压开始急剧下降直至达到放电截止电压。

  a)室温下,以1I1(A)电流恒流充电至企业规定的充电终止电压时转恒压充电,至充电终止电流降至0.05I1(A)时停止充电,充电后搁置1h。

  和其他雷克萨斯车型类似,UX也会推出混动版本。作为混动车型的UX250h将搭载一台热效率达到41%的发动机,最大功率178马力,并标配四驱系统。

  由于极化现象的存在,会导致电池在充放电过程中瞬时电压与实际电压会产生一定的偏差。充电时,瞬时电压略高于实际电压,充电结束后极化消失,电压回落;放电时,瞬时电压略低于实际电压,放电结束后极化消失,电压回升。

  恒功率放电时,首先设定恒功率的功率值P,并采集电池的输出电压U。在放电过程中,要求P恒定不变,但是U是不断变化的,所以需要根据公式I = P / U不断地调节数控恒流源的电流I以达到恒功率放电的目的。保持放电功率不变,因放电过程中电池的电压持续下降,所以恒功率放电中电流是持续上升的。由于用恒功率放电,时间坐标轴很容易转换为能量(功率与时间的乘积)坐标轴。

  当电流为I1的恒流源作为负载时,恒流源负载原理图和实际等效电路图如图7所示。E、I1为恒定值,r在一定时间内不变。

  放电曲线最基本的形式就是电压-时间和电流时间曲线,通过对时间轴进行变换计算,常见的放电曲线还有电压-容量(比容量)曲线、电压-能量(比能量)曲线、电压-SOC曲线等。

  (1)欧姆极化:由电池连接各部分的电阻造成,其压降值遵循欧姆定律,电流减小,极化立即减小,电流停止后立即消失。

  从进口地区来看,2016年1月份日本进口的一次性电池,东南亚的进口额为1565百万日元,欧洲的进口额为90百万日元,北美的进口额为152百万日元。

  由以上公式可知A、B两点电压为恒定值,即电池的输出电压与回路中串联电阻的大小无关,当然也就与寄生电阻无关。另外,四端子测量方式可以实现对电池输出电压的较准确测量。

  锂离子电池放电时,它的工作电压总是随着时间的延续而不断发生变化,用电池的工作电压做纵坐标,放电时间,或容量,或荷电状态(SOC),或放电深度(DOD)做横坐标,绘制而成的曲线称为放电曲线。要认识电池的放电特性曲线,首先需要从原理上理解电池的电压。

  1)电池在初始阶段端电压快速下降,放电倍率越大,电压下降的越快;

  (3)导电剂:导电剂的含量是影响高倍率放电性能的重要因素。如果正极配方中的导电剂含量不足,大电流放电时电子不能及时地转移,极化内阻迅速增大,使电池的电压很快降低到放电截止电压。

  压实密度:极片的压实密度较大,孔隙变得更小,则极片厚度方向锂离子运动的路径更长。另外,压实密度过大,材料与电解液之间接触面积减小,电极反应场所减少,电池内阻也会增大。

  其中,CN 为额定容量;η为充放电效率;T为电池使用温度;I 为电池电流;t为电池放电时间。

  锂离子电池放电测试中,电压参数主要包括电压平台、中值电压、平均电压、截止电压等。平台电压是指电压变化最小而容量变化较大时对应的电压值,可以通过dQ/dV的峰值得出。中值电压是电池容量一半时对应的电压值,对于平台比较明显的材料,如磷酸铁锂和钛酸锂等,中值电压就是平台电压。平均电压是电压-容量曲线的有效面积(即电池放电能量)除以容量计算公式为ü = ∫U(t)*I(t)dt / ∫I(t)dt。截止电压是是指电池放电时允许的最低电压,如果电压低于放电截止电压后继续放电,电池两端的电压会迅速下降,形成过度放电,过放电可能造成电极活性物质损伤,失去反应能力,使电池寿命缩短。如第一部分所述,电池的电压与正负极材料的荷电状态及电极电势相关。

  (4)极片设计的影响:极片厚度:大电流放电的情况下,活性物质反应速度很快,要求锂离子能在材料中迅速的嵌入、脱出,若是极片较厚,锂离子扩散的路径增加,极片厚度方向会产生很大的锂离子浓度梯度。

  第一,此规范的核心思想是规范市场,提升电池安全性要求,加速市场的优胜劣汰,将不能提供安全、高质量的电池方案的厂家挤出市场。

  放电曲线是指放电过程中,电池的电压、电流、容量等随时间的变化的曲线。充放电曲线中所包含的信息非常丰富,具体包括容量,能量,工作电压及电压平台,电极电势与荷电状态的关系等。放电测试时记录的主要数据就是电流和电压的时间演变,从这些基础数据可以获取很多参数,以下详细介绍放电曲线能够获取的参数。

  其中,φc即是这种物质表现出来的电极电位。标准氢电极电势被规定为0.0V。

  恒阻放电时,首先设定恒定的电阻值R,采集电池的输出电压U,在放电过程中,要求R恒定不变,但是U是不断变化的,所以需要根据公式I=U/R不断地调节数控恒流源的电流I值以达到恒电阻放电的目的。电池的电压在放电过程是一直在下降的,电阻不变,所以放电电流I也是一个下降的过程。

  现在中国电池制造商尝试引入NCM811正极技术以获得竞争优势。不仅比亚迪计划明年推出NCM811电池....

  (2)电化学极化:由电极表面电化学反应的迟缓性造成极化。随着电流变小,在微秒级内显著降低。

  (1)电解液的影响:电解液电导率低是锂离子电池极化发生的主要原因。在一般温度范围内,锂离子电池用电解液的电导率一般只有0.01~0.1S/cm,,是水溶液的百分之一。因此,锂离子电池在大电流放电时,来不及从电解液中补充Li+,会发生极化现象。提高电解液的导电能力是改善锂离子电池大电流放电能力的关键因素。

  SOC(State of Charge )为荷电状态,表示在一定的放电倍率下,电池使用一段时间或长期搁置后剩余容量与其完全充电状态的容量的比值。“开路电压 + 安时积分”法利用开路电压法估算出电池初始状态荷电容量SOC0,然后利用安时积分法求得电池运行消耗的电量,消耗电量为放电电流与放电时间的乘积,则剩余电量等于初始电量与消耗电量的差值。开路电压与安时积分结合估算SOC 数学表达式为:

  从图7(b)所示的容量-电压曲线可以看出,在低倍率条件下,磷酸铁锂电池两种模式容量-电压曲线接近,且充放电电压平台变化不大,但在高倍率条件下,恒流-恒压模式的恒压时间明显加长,且充电电压平台明显升高,放电电压平台明显降低。

  基本了解电池的电压之后,我们开始解析锂离子电池的放电曲线。放电曲线基本反映电极的状态,是正负两个电极状态变化的叠加。

(责任编辑:秒速赛车)
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