容量衰减

摘要： 2022年3月31日,记者从中国科学院青岛生物能源与过程研究所获悉,该研究所先进储能材料与技术研究组在武建飞研究员的带领下,近期在高电压电解液体系开发应用方面取得关键性进展,相关研究成果近日发表于国际期刊《化学工程杂志》。据介绍,当前锂离子电池由于其出色的电化学性能已经广泛应用于电动汽车,正极材料是影响锂离子电池性能的关键因素之一,使用高比能正极材料(如NCM811)以及提高电池工作电压(>4.2 V)是获得更高能量密度的最有效途径。然而,传统的碳酸酯基电解液无法适配高压电池体系,同时三元正极材料在高电压下发生各种副反应,最终导致体系劣化、容量衰减。

摘要： 准确的老化机理诊断与健康状态(SOH)评估可提示用户及时更换故障电池,保障电池系统的安全运行。分析总结过充与温度影响下锂离子电池容量衰减的老化机理,依据剩余容量,将退役锂离子电池应用于电网储能、应急电源等。对比不同方法下的老化诊断、SOH评估现状,展望未来建立退役锂离子电池快速诊断老化以及可用于实时监测退役锂离子电池二次利用过程中SOH变化的模型和系统。

摘要： 为准确量化车用动力电池老化程度,提升其行业利用率,实现电池的全生命周期剩余寿命(Remaining useful life,RUL)的精确预测,提出一种基于多系数模型的车用动力电池全生命周期寿命预测方法。该方法融合重组了传统的经验指数模型和改进后的多项式回归模型,重组后的模型能在实验数据分析的基础上追踪电池全生命周期内的寿命退化趋势。该方法采用粒子滤波(Particle filter,PF)思想在线调整模型参数,设计了针对动力电池不同状态,不同容量种类的算例预测电池的RUL,通过改进多项式回归模型,传统经验指数模型以及多系数模型的预测精度对比评估模型。实验结果表明:相较于经验指数模型和改进后的多项式回归模型,本文提出的多系数模型针对电池容量衰减具有更好的拟合能力;结合粒子滤波算法,该模型无论是对在役电池还是退役电池均具有高精度的寿命预测结果。该方法对不同容量的动力电池均能准确预测电池失效时间,在电池梯次利用行业具有一定的适用性。

摘要： 为研究飞行器和轨道空间站等低气压真空环境下,锂离子电池的循环安全性能。实验采用商用Li(NiCoMn)O_(2)软包锂电池,在球舱近似真空压力下,进行0.5 C倍率循环充放电实验,并与常压环境下进行对比分析。研究发现:真空循环后,电池出现严重的大面积不可恢复形变和褶皱且厚度增加。随着循环次数增加,容量加速衰减,循环10次后容量低于80%。但恢复常压后,出现少部分容量的恢复;真空下扩大了充放电过程中的膨胀与收缩效应,加速了容量的衰减同时也造成部分容量的假性损失;电池周期性升温和降温速率加快,周期内温度不均匀性加剧,最大温差可达12.9°C,充放电的热稳定性和安全性变差,同时潜在的热灾害危害性变大。通过微分容量分析发现,低压真空环境下,所产生的活性锂的损耗和电极材料结构的损伤是降低电池循环充放性能的重要因素。

摘要： 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°C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°C搁置后放电容量仅为25°C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°C搁置电池内阻更高,特别是负极增加明显。70°C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。

摘要： 以磷酸铁锂为正极、人造石墨为负极,制备高倍率锂离子电池。本研究通过对人造石墨负极与锂电极进行电化学预锂,得到负极预锂的锂离子电池,并进行了一系列电化学性能对比测试,研究了负极预锂对高倍率磷酸铁锂电池首次效率、倍率放电、存储自放电及循环寿命的影响。结果表明,负极预锂可以弥补电池在化成及使用过程中活性锂的损失,提升电池首次充放电效率和循环寿命,降低存储自放电衰减速率。

摘要： 针对当前纯电动汽车所用锂电池在大功率充放电状态下出现的容量衰减过快、充放电效率较低的问题,设计了一种锂电池为主能量源,超级电容为辅助能量源的复合储能系统,提出了基于模糊控制与逻辑门限控制的能量管理策略,利用Matlab/Simulink软件搭建了锂电池/超级电容复合储能电动汽车前向仿真模型,并结合中国乘用车行驶工况进行了仿真分析。仿真结果表明,采用基于模糊控制与逻辑门限控制的能量管理策略不仅可以降低锂电池的输出功率和放电电流,减少锂电池的充放电次数,还能提高储能系统整体的充放电效率,相比于单能源系统可减少39.83%的锂电池容量衰减,降低8.44%的整车能耗。

摘要： 随着电动汽车的发展,对电池能量密度提出了更高的要求,具有高能量密度的高镍/硅氧碳软包电池成为长续航电动汽车的首选,但是高镍/硅氧碳电池在实际使用中存在容量快速衰减的问题。采用无损电化学分析和事后拆解分析对循环过程中电池容量和内阻的变化进行检测,通过对比电池循环前后正负极结构、材料形貌和表面成分的变化,揭示高镍/硅氧碳电池循环失效机制。结果表明:电池容量衰减呈现平稳期、快速衰减期和急速衰减期3个阶段。循环后电池极化更加严重,电池极化内阻、负极表面膜阻抗和电荷转移阻抗明显增加。通过微分曲线分析结合拆解分析发现,高镍正极材料衰减较少,硅氧碳负极材料衰减和活性锂离子损失较多。硅氧颗粒膨胀开裂,负极活性物质损失,负极表面膜连续生长消耗过多的活性锂为电池容量快速衰减的主要原因。

摘要： 当前磷酸铁锂(LiFePO_(4))/石墨电池在高温下的衰减机理尚不明确,定量探究容量衰减的原因,有利于提出相应改善方案。比较高温循环前后半电池的容量和表面形貌,并进行电化学阻抗谱(EIS)、电感耦合等离子体发射光谱(ICP)测试,明确失效电池的容量衰减主要来自固体电解质相界面(SEI)膜增长导致的活性锂损失。SEI膜增长导致的容量损失为总容量的21.6%~35.8%,是正极-电解质相界面(CEI)膜增长导致的容量损失的3~5倍,抑制负极SEI膜生长是提高循环容量保持率的关键。正极结构变化导致的容量损失为1.2%~2.6%;负极结构稳定,不会导致容量损失。失效过程伴有正极活性物质粉化、电解液干涸、阻抗增长的现象。

摘要： 研究电解液分层现象对铅酸蓄电池性能的影响,探寻炭材料的种类与含量对铅酸电池电解液分层的影响。通过调整炭材料的种类与含量,在满足水耗要求的条件下,适当增大电池的水耗,对电解液能起到一定的搅拌作用,改善电解液分层,一定幅度上减缓电池的容量衰减,提高蓄电池的循环寿命。

摘要： 动力锂电池是新能源电动汽车的核心部件,对其容量衰减现象的准确评估是对电池系统开展有效管理的重要前提,也是保障电动汽车动力性与安全性的重要依据.本文从电池容量衰减的半经验模型出发,利用遗传算法辨识模型的初始参数.随后在电池各个循环的容量数据的基础上,利用粒子滤波器对容量衰减模型的参数进行在线更新,并对当前容量衰减做实时修正,进而评估未来若干循环锂电池的容量衰减情况.本文利用马里兰大学CALCE电池循环测试数据集对所提出的方法进行了验证,评估结果证实了所提出方法的有效性.

摘要： 本文对阀控铅酸蓄电池早期容量衰减进行了研究。文章认为，在正极板产生PCL的原因主要是正极板活性物质和板栅之间有PbS04的形成，导致腐蚀层的电阻增加，因而使得电池早期容量衰减。

摘要： 本实验利用JEOL2010型透射电子显微镜和Nanofactory电学性能测试样品杆，在透射电镜中搭建原位锂化平台，通过加载偏压来实现ZnO纳米线的原位铿化过程，并对ZnO纳米电极材料锂化过程实现原位反应和实时显微结构表征。rn 结果显示锂化反应后ZnO纳米线直径增大～40 %，体积增～200% ,锂化反应后纳米线衬度变小，出现类似“玻璃化”现象，通过电子衍射揭示ZnO纳米线晶体结构由单晶向多晶转变。rn 通过原位TEM锂化反应研究，揭示了ZnO纳米电极材料在锂化过程中结构和形貌的变化，为深入理解Zn纳米电极材料容量衰减和失效机制提供了实验依据。

摘要： 本文对金属化电容器及铝箔电容器的材料、结构进行了介绍,分析了各自优缺点,结合两者优点研发了新型的长寿铝箔复合型电容器,并通过试验证明其在衰减及安全性方面所具备的极佳性能,可以作为矿热炉低压补偿用金属化电容器的理想替代品种.

摘要： 锂离子电池正极材料主要有无机金属化合物材料、有机分子材料和聚合物材料三大类，其中无机金属化合物材料已经由初始的金属硫化物发展到目前应用的金属氧化物。本文通过对高温固相法制备工艺的探索，试图寻找一套比较好制备Li2MSiO4的方法，以期望改善材料的性能。通过TG和DSC曲线对材料的制备过程中发生的改变和化学反应进行定性分析，初步拟定材料的制备工艺。对采用不同工艺条件所制备的材料进行各种性能测试，以比较各种工艺的优良性。同时对材料进行XRD，SEM等表征，力求对材料的性能状况，缺点以及容量衰减的机理进行解释，给出合理的原因。

摘要： 综述了锂离子电池正极材料尖晶石LiMn2O4其高温循环容量衰减的几种主要改性方法.采用合适的改性方法能很好的改善LiMn2O4充放电过程中的容量衰减问题.

摘要： 尖晶石型LiMn2O4正极材料以其资源丰富、成本低廉、易于制备、安全性、无污染等优点,被认为是现今最具发展前景的锂离子电池正极材料之一.但是其也存在着高温循环寿命差和容量衰减的问题.本文探讨了尖晶石LiMn2O4掺杂研究进展。

摘要： 被看作是最有可能成为新一代商用锂离子蓄电池正极材料LiMn2O4在电化学性能上,可逆容量衰减较大,尤其在高温下(＞55°C)使用衰减更严重,从而限制了它的商业化应用.经过研究,人们对其衰减机理有了比较清晰的了解,提出了造成容量衰减的几种可能原因:(1)Jahn-Teller畸变效应对容量衰减影响最大的因素应当是充放电过程中发生的Jahn-Teller畸变效应,即锂离子的反复嵌入与脱嵌引起结构的膨胀与收缩,导致氧八面体偏离球对称性并畸变为变形的八面体构型.如果结构中出现缺陷,在反复收缩膨胀过程中会出现坍塌.

摘要： 针对磷酸铁锂电池,本文首先对不同单体在老化过程中所表现出的老化差异特性进行了原因分析,而后采用多个新的电池样本开展加速老化测试,测试结果表明:在相同老化机制下,随着循环次数的增多,各单体电池实际可用容量的衰减特性会呈现较大的差异.本文对该差异特性进行了描述和分析;然后采用一种峰值法来估算电池健康状态(SOH,state of health),该方法以单次充电数据为依据进行特征曲线拟合,选择曲线峰值作为特征参数对当前电池SOH进行估算,实验结果表明,该方法具有较高的精度.

摘要： 针对磷酸铁锂电池,本文首先对不同单体在老化过程中所表现出的老化差异特性进行了原因分析,而后采用多个新的电池样本开展加速老化测试,测试结果表明:在相同老化机制下,随着循环次数的增多,各单体电池实际可用容量的衰减特性会呈现较大的差异.本文对该差异特性进行了描述和分析;然后采用一种峰值法来估算电池健康状态(SOH,state of health),该方法以单次充电数据为依据进行特征曲线拟合,选择曲线峰值作为特征参数对当前电池SOH进行估算,实验结果表明,该方法具有较高的精度.

摘要： 本实用新型公开了一种高功率容量和高线性度的数控衰减结构及衰减器，属于微波技术领域，数控衰减器是采用硅基SOI工艺，在结构上，晶体管的栅极电阻将用于直流偏置电压和射频信号隔离，在串联的第一支路方向上，并联多个串联的晶体管，以增加电流容量，在并联的第二支路方向上，串联多个晶体管，以增加电压容量，选择合适的栅极电阻值而提供不同的栅源电压来改善其线性度；工艺上，基于硅基SOI工艺制作的数控衰减器它具有更低的结电容、弱的短沟道效应、高电阻率衬底等特性，能更好的改善数控衰减器的性能，特别适用于高线性、高功率容量和高集成度的微波毫米微波系统。

摘要： 本发明公开了一种液流电池容量衰减在线确定方法及其系统、容量衰减调控方法及其系统；所述在线确定方法包括如下步骤：在电解液温度变化某一温度区间、SOC变化某一SOC区间后，获知液流电池的当前充电容量或当前放电容量；得出与某一温度区间和某一SOC区间相对应的液流电池基准充电容量或液流电池基准放电容量；根据获知的液流电池当前充电容量和得出的液流电池基准充电容量、或者根据获知的液流电池当前放电容量和得出的液流电池基准放电容量，获得液流电池当前的电解液容量衰减率。本发明实现了容量衰减程度的在线监测和调控，能够即时获知液流电池任意时刻和状态下的容量衰减情况，省略了液流电池现场繁琐的电解液取样和分析工作。

摘要： 本发明公开了一种液流电池容量衰减在线确定方法及其系统、容量衰减调控方法及其系统；所述在线确定方法包括如下步骤：在电解液温度变化某一温度区间、SOC变化某一SOC区间后，获知液流电池的当前充电容量或当前放电容量；得出与某一温度区间和某一SOC区间相对应的液流电池基准充电容量或液流电池基准放电容量；根据获知的液流电池当前充电容量和得出的液流电池基准充电容量、或者根据获知的液流电池当前放电容量和得出的液流电池基准放电容量，获得液流电池当前的电解液容量衰减率。本发明实现了容量衰减程度的在线监测和调控，能够即时获知液流电池任意时刻和状态下的容量衰减情况，省略了液流电池现场繁琐的电解液取样和分析工作。

摘要： 本发明涉及电化学储能领域，具体是指一种抑制全钒液流电池容量衰减及在线恢复容量的方法。针对全钒液流电池运行过程中电解液从负极逐渐迁移至正极导致的电池容量衰减问题，本发明采用使全钒液流电池电解液从正极流向负极的膜如：PBI基离子交换膜或其它阴离子交换膜或多孔膜(如：Celgard、Daramic、PE和PVDF基多孔膜等)，将其接在电池外的管路中或者与Nafion系列质子交换膜在电堆中混合使用，并通过调整PBI基离子交换膜或其它阴离子交换膜或多孔膜与Nafion系列膜的比例实现抑制全钒液流电池容量衰减及恢复其容量的目的。在未经优化的情况下，本发明可以将全钒液流电池的容量衰减速率降低为原来的41.62％，并且可以在不终止电池运行的情况下大幅恢复其放电容量(75.89％)。

摘要： 本发明涉及一种大容量动力电池的容量衰减原因快速判断方法,其特征是：将循环后的动力电池拆解并取出正负极片，通过对正极经过碳酸二甲酯浸泡，负极不经过碳酸二甲酯浸泡的处理方式后，将正负极片分别装配成纽扣电池进行容量测试，得到极片充放电容量数据与极片纯活性材料的质量比值，即可分别得出正负极材料的理论克容量。有益效果：本发明通过将失效电池的正负极片拆出，组装成纽扣电池进行电性能分析，可以去除正负极片材料在脱离电池体系与电池结构的影响，独立地分析出正负极材料的结构及物性是否在循环中有遭到破坏，以此得到电池循环容量衰减的初步判断。

摘要： 本发明的一种快速评估存储中电池容量衰减率的方法，本发明通过检测电池在不同温度和不同荷电状态SOC下对应的开路电压OCV，建立电池的荷电状态SOC和开路电压OCV之间的对应关系，在进行不同条件存储测试时，可快速通过检测电池的开路电压直接得到电池的实时容量，进而计算电池的容量衰减率，提高了测试效率，同时当电池进行自放电筛选时，可通过此方法快速识别异常电芯，提高出厂电池的一致性，而且直接读取的方法避免了电池进行多次充放电对电池造成的损伤。本发明测试快速便捷，对电池损伤小。

摘要： 本发明涉及一种降低钒电池容量衰减的方法。其技术方案是：将硫酸、硫酸氧钒和去离子水混合，得电解液I；取两份同体积电解液I分别置于电解槽正极室和负极室；在电流为1～3A条件下恒流电解至正极室、负极室的电解液钒价态均为3.5价，得到电解液II和电解液III；按电解液II中的钒离子∶复合增渗溶质的摩尔比为(10～30)∶1，向电解液II中加入复合增渗溶质，搅拌，得到电解液IV；将电解液III和电解液IV放入对应的正极电解液储液罐和负极电解液储液罐并分别与钒电池电堆的正极端和负极端对应连接，钒电池在电压为0.65～1.65V和电流密度为40～120mA/cm2下运行。本发明成本低和工艺简单，能显著降低钒电池容量衰减和提升钒电池的电池效率。

摘要： 本发明提供了一种基于容量衰减的动力电池退役预测方法，构建了基于LSTM网络的容量衰减算法预测模型以及基于对已退役电池统计的退役统计预测模型，分别作为该方法的两个基础模型，用于根据数据样本的实际情况决策具体使用哪个基础模型。在样本数量较少、数据质量较差的情况下，通过退役统计预测模型得到相对粗略的预测结果。而在样本数量充足、质量较高时，通过容量衰减算法预测模型则能够针对不同材料、场景用途的电池，实现更为精确的退役时间预测。该方法能够对现存新能源车辆实现更广泛的覆盖，有利于对已退役电池和未来将退役电池的有效大数据分析，从而具有了现有技术所不具备的诸多有益效果。

摘要： 本发明提供了一种动力电池系统的容量衰减率确定方法及装置，涉及电池技术领域，所述方法包括：获取目标动力电池系统的历史充电数据；根据充电时刻、最高单体电芯电压以及行驶里程，将历史充电数据划分到至少一个充电过程中；根据每个平均充电信息在全部平均充电信息中所占的比例和行驶里程，确定第一充电过程；将平均充电信息位于同一区间范围的多个充电过程，确定为第二充电过程；根据第一充电过程对应的第一行驶里程和第一充电容量，以及第二充电过程对应的多个第二行驶里程和多个第二充电容量，确定目标动力电池系统的容量衰减率。本发明的方案基于电动汽车的使用工况评估容量衰减情况，从而判断电池健康状态是否出现异常，提前识别电池风险。

摘要： 本发明涉及一种动力电池容量衰减的评估方法及系统，属于动力电池技术领域。方法包括：获取待评估车辆的动力电池上传数据；对所述动力电池上传数据进行预处理，获得所述动力电池的充电容量评估数据片段；根据所述充电容量评估数据片段，获得待评估车辆动力电池的初始满充容量和当前满充容量；根据所述初始满充容量和所述当前满充容量对待评估车辆的动力电池容量衰减状况进行评估，得到评估结果。本发明的动力电池容量衰减的评估方法可操作性强、成本低、评估效率高。