锂离子电池自放电的研究进展
锂离子电池的应用﹑研究及发展ppt

定性能的材料,以满足各种需求。
02
电池管理系统
研发更智能、高效的电池管理系统,实现对电池的实时监控、预警和
维护。这有助于提高锂离子电池的使用寿命和安全性,同时降低使用
成本。
03
多样化应用场景
拓展锂离子电池的应用领域,如储能、航空航天、医疗设备等。通过
多样化应用场景的探索,为锂离子电池的发展提供更广阔的空间。
2
到了1991年,索尼公司成功开发出了商业化的 锂离子电池,并一直沿用至今。
3
近年来,随着电动汽车、移动设备等领域的快 速发展,锂离子电池的需求不断增加,同时其 技术也在不断升级和完善。
锂离子电池工作原理
01
锂离子电池是一种二次电池,它以锂离子作为电荷载体,利用 锂离子在正负极之间的迁移实现电能的储存和释放。
循环寿命问题
锂离子电池的循环寿命相对较短,影响了其在一些需要 长时间使用和储存的领域的应用。因此,提高锂离子电 池的循环寿命是面临的另一个重要挑战。
安全问题
近年来,锂离子电池的安全事故时有发生,对人们的生 命财产安全构成威胁。因此,提高锂离子电池的安全性 能也是当前面临的一个重要挑战。
05
未来展望与总结
工业储能
工业使用的储能设备,用于平衡电 力系统、可再生能源接入等。
其他领域
航空航天
锂离子电池也开始在航空航天领域得到应用,例如用于无人机、 航空电子设备等。
军事领域
锂离子电池因其体积小、能量密度高等特点,也开始在军事领域 得到应用,例如用于无人潜航器、电子战系统等。
电力工具
锂离子电池因其高能量密度和长寿命等特点,也开始在电力工具 领域得到应用,例如用
提高能量密度
探索新型正极材料
锂离子电池自放电行为研究概述

锂离子电池自放电行为研究概述杨增武;苗萌;贺狄龙【摘要】随着锂离子电池能量密度进一步提高和成本进一步降低,其在电动汽车和储能领域得到了广泛的应用.锂离子电池自放电一致性对电动汽车和储能系统的寿命和可靠性有着非常重要的影响.从锂离子电池自放电形成机理、影响因素以及检测方法等方面对近年来锂离子电池自放电研究成果进行了综述.【期刊名称】《电源技术》【年(卷),期】2016(040)006【总页数】3页(P1309-1311)【关键词】锂离子电池;电动汽车;自放电;检测方法【作者】杨增武;苗萌;贺狄龙【作者单位】合肥国轩高科动力能源股份公司,安徽合肥230001;合肥国轩高科动力能源股份公司,安徽合肥230001;合肥国轩高科动力能源股份公司,安徽合肥230001【正文语种】中文【中图分类】TM912锂离子电池具有工作电压高、能量密度高、体积小、容量大、循环寿命长、无记忆效应和无污染等优点,被广泛应用于MP3、智能手机、笔记本电脑、数码相机等便携式消费电子产品。
随着电池成本的降低,寿命及可靠性的进一步提高,电动汽车和能源存储有望在未来成为锂离子电池第一大应用领域[1-2]。
随着科技的进步,人们对电池的自放电一致性要求也越来越高。
对于单体电池,锂离子电池的性能完全可以满足电子产品的要求,但是在电动汽车和储能系统中,单体电池是通过串联、并联或者串并联成为一个电池组,所以电池组内的电池必须保证良好的自放电一致性,才能保证在充电或存储过程中不会出现当其他电池已达到较高电位而某个电池还在较低电位时导致其他电池过充[3]。
本文对自放电的形成机理、主要影响因素以及近年来形成的自放电检测方法等研究成果进行了系统的总结。
自放电是电池在存储中容量自然损失的一种现象,一般表现为存储一段时间后开路电压(OCV)下降[4]。
锂离子电池自放电按照反应类型可分为物理自放电和化学自放电[5-7]。
从自放电对电池的影响,又可将自放电分为两类:损失容量能够可逆得到补偿的自放电,以及损失容量无法可逆得到补偿的自放电。
纯电动车用锂离子电池发展现状与研究进展

纯电动车用锂离子电池发展现状与研究进展一、本文概述随着全球对环境保护和可持续发展的日益重视,纯电动车(EV)作为一种绿色出行方式,正受到越来越多消费者的青睐。
而锂离子电池作为纯电动车的核心动力源,其性能直接影响到电动车的续航里程、充电速度和使用寿命等关键因素。
因此,锂离子电池的发展状况对于纯电动车的普及和推广具有至关重要的意义。
本文旨在对纯电动车用锂离子电池的发展现状进行系统的梳理和分析,同时探讨当前的研究进展和未来趋势。
我们将回顾锂离子电池的基本原理和类型,并概述其在纯电动车领域的应用情况。
接着,我们将重点分析锂离子电池在能量密度、充放电速度、安全性、寿命和成本等方面的最新进展和挑战。
我们还将探讨新型电池材料、电池管理系统和回收再利用技术等方面的研究进展,以及这些技术如何推动锂离子电池性能的不断提升。
我们将展望锂离子电池的未来发展趋势,包括固态电池、锂空气电池等新型电池技术的研发和应用前景,以及电池产业链的优化和整合等方面。
通过本文的阐述,我们希望能够为相关领域的研究人员和企业提供有益的参考和启示,共同推动纯电动车用锂离子电池技术的持续发展和创新。
二、锂离子电池的基本原理与类型锂离子电池,又称锂电,是一种以锂离子作为移动电荷的二次电池。
其基本原理主要基于锂离子在正负极材料之间的嵌入和脱出过程。
在充电过程中,锂离子从正极材料中脱出,通过电解质和隔膜,嵌入到负极材料中;而在放电过程中,锂离子则从负极材料中脱出,再次通过电解质和隔膜,嵌入到正极材料中。
这个过程中,锂离子在正负极之间来回移动,实现了电能与化学能的相互转换。
锂离子电池的类型多样,根据其电解质状态可以分为液态电解质锂离子电池和固态电解质锂离子电池两大类。
液态电解质锂离子电池是目前应用最广泛的一种,其电解质为液态,具有较高的离子电导率,但也可能存在漏液、易燃等安全问题。
而固态电解质锂离子电池则采用了固态电解质,具有不易泄漏、高温性能优越等优点,是下一代电池的重要发展方向。
锂离子电池为什么会自放电,如何测量自放电?

锂离子电池自放电反应不可避免,其存在不仅导致电池本身容量的减少,还严重影响电池的配组及循环寿命。
锂离子电池的自放电率一般为每月2%~5%,可以完全满足单体电池的使用要求。
然而,单体锂电池一旦组装成模块后,因各个单体锂电池的特性不是完全一致,故每次充放电后,各单体锂电池的端电压不可能达到完全一致,从而会在锂电池模块中出现过充或者过放的单体电池,单体锂电池性能就会产生恶化。
随着充放电的次数增加,其恶化程度会进一步加剧,循环寿命相比未配组的单体电池大幅下降。
因此,对锂离子电池的自放电率进行深入研究是电池生产的迫切需要。
电池的自放电现象是指电池处于开路搁置时,其容量自发损耗的现象,也称为荷电保持能力。
自放电一般可分为两种:可逆自放电和不可逆自放电。
损失容量能够可逆得到补偿的为可逆自放电,其原理跟电池正常放电反应相似。
损失容量无法得到补偿的自放电为不可逆自放电,其主要原因是电池内部发生了不可逆反应,包括正极与电解液反应、负极与电解液反应、电解液自带杂质引起的反应,以及制成时所携带杂质造成的微短路引起的不可逆反应等。
自放电的影响因素如下文所述。
1 正极材料正极材料的影响主要是正极材料过渡金属及杂质在负极析出导致内短路,从而增加锂电池的自放电。
Yah-Mei Teng等人研究了两种LiFePO4正极材料的物理及电化学性能。
研究发现原材料中以及充放电过程中产生铁杂质含量高的电池其自放电率高,稳定性差,原因是铁在负极逐渐还原析出,刺穿隔膜,导致电池内短路,从而造成较高的自放电。
2 负极材料负极材料对自放电的影响主要是由于负极材料与电解液发生的不可逆反应。
早在2003年,Aurbach等人就提出了电解液被还原而释放出气体,使石墨部分表面暴露在电解液中。
在充放电过程中,锂离子嵌人和脱出时,石墨层状结构容易遭到破坏,从而导致较大自放电率。
3 电解液电解液的影响主要表现为:电解液或杂质对负极表面的腐蚀;电极材料在电解液中的溶解;电极被电解液分解的不溶固体或气体覆盖,形成钝化层等。
新能源汽车电池材料的研究进展

新能源汽车电池材料的研究进展随着全球对环境保护和可持续发展的重视,新能源汽车作为一种绿色出行方式,正逐渐成为汽车行业的主流趋势。
而新能源汽车的核心部件之一——电池,其性能和成本直接影响着新能源汽车的推广和普及。
电池材料作为决定电池性能的关键因素,一直是科研人员研究的重点领域。
本文将对新能源汽车电池材料的研究进展进行详细阐述。
目前,常见的新能源汽车电池主要有锂离子电池、镍氢电池和燃料电池等。
其中,锂离子电池凭借其高能量密度、长循环寿命和低自放电率等优点,成为新能源汽车领域应用最广泛的电池类型。
锂离子电池的正极材料主要包括钴酸锂(LiCoO₂)、锰酸锂(LiMn₂O₄)、磷酸铁锂(LiFePO₄)和三元材料(如LiNiCoMnO₂)等。
钴酸锂具有较高的比容量和良好的循环性能,但钴资源稀缺且价格昂贵,限制了其大规模应用。
锰酸锂成本较低,但比容量和循环性能相对较差。
磷酸铁锂具有安全性高、循环寿命长、成本低等优点,但能量密度相对较低。
三元材料通过合理调配镍、钴、锰的比例,能够在能量密度和成本之间取得较好的平衡,是当前锂离子电池正极材料的研究热点之一。
在负极材料方面,石墨是目前应用最广泛的锂离子电池负极材料,其具有良好的导电性和层状结构,能够实现锂离子的嵌入和脱出。
然而,石墨的理论比容量较低,难以满足高能量密度的需求。
因此,硅基材料、金属锂等新型负极材料的研究备受关注。
硅基材料具有极高的理论比容量,但在充放电过程中会发生巨大的体积膨胀,导致电极结构破坏和容量衰减。
为解决这一问题,科研人员通过纳米化、复合化等手段对硅基材料进行改性,取得了一定的进展。
金属锂具有最高的理论比容量,但存在枝晶生长和安全性等问题,目前仍处于研究阶段。
除了正负极材料,电解质也是锂离子电池的重要组成部分。
传统的液态电解质存在易泄漏、易燃易爆等安全隐患。
固态电解质具有高安全性、高离子电导率和宽电化学窗口等优点,成为未来锂离子电池电解质的发展方向。
锂电池的研究进展

锂电池的研究进展摘要:锂离子电池由于比能量高和使用寿命长,已成为便携式电子产品的主要电源。
尖晶石LiMn2O4正极材料在不同混合溶剂的电解质溶液的电化学性能。
用循环伏安法和交流阻抗技术研究了Li/有机电解液/LiMn2O4电池的电化学行为,综述了锂离子电池正极材料LiMn2O4的制备、结构及其电化学性能。
采用溶胶-凝胶法和旋转涂布工艺,在较低的退火温度(450e)下制备了尖晶石型LiMn2O4薄膜。
关键词:正极材料; 电化学性能 ;薄膜1前言作为锂离子电池电解质溶液的主体成分,溶剂的组成和性质影响和决定着LiMn2O4正极材料的宏观电化学性能。
电解质溶液的电导率大小、电解质溶液在电极表面的氧化电位以及电解质溶液对电极材料活性物质的溶解性都在不同程度上直接影响LiMn2O4电极材料的容量、寿命、自放电性能和倍率充放电性能[。
近年来,寻找合适的电解质溶液组分,以进一步改善和提高LiMn2O4正极材料的电化学性能正在引起人们越来越广泛的关注。
系统地研究溶剂组成对LiMn2O4正极材料电化学性能的影响,探讨影响LiMn2O4正极材料电化学性能电解质溶液因素,进一步明确新型电解质溶液体系的优化目标,将为LiMn2O4正极材料在锂离子电池工业中的广泛应用奠定基础。
本文使用恒电流充放电和粉末微电极的循环伏安方法研究了尖晶石LiMn2O4正极材料在不同混合溶剂体系的电解质溶液中的电化学性能。
结合溶剂组分和电解质溶液的理化特性,详细探讨了影响LiMn2O4正极材料电化学性能的溶剂因素及其影响机制。
锂离子电池正极材料的选择是锂离子电池电化学性能的关键。
作为正极材料的嵌锂化合物是锂离子电池中锂的/存库0,它应满足:(1)在所要求的充放电电范围内,具有与电解质溶液的电化学相容性;(2)温和的电极过程动力学;(3)高度的可逆性;(4)全锂化状态下在空气中的稳定性。
目前研究较多的是层状的LiMO2和尖晶石型LiM2O4(M=Co、Ni、Mn、V等过渡金属离子)。
锂离子电池原理、研究现状与前景

锂离子电池原理、研究现状与前景锂离子电池是目前应用最广泛的可充电电池之一,其广泛应用于手机、电动车、航空航天等领域。
锂离子电池的优点主要表现在其高能量密度、长寿命、低自放电率以及较高的工作电压等方面。
本文将从锂离子电池的原理、研究现状与前景三个方面进行阐述。
一、锂离子电池原理锂离子电池是一种以锂离子嵌入/脱出负极材料为电池反应基础的电池。
锂离子电池包括正极、负极、电解液和隔膜等组成部分。
其中,正极材料通常为钴酸锂、锰酸锂、三元材料等,负极材料通常为石墨材料。
电解液一般采用有机溶液,例如碳酸盐溶液、有机磷酸酯溶液等。
隔膜则用于隔离正极和负极,避免两者直接接触。
在充电过程中,锂离子由正极向负极移动,同时在负极上嵌入形成化合物。
而在放电过程中,锂离子由负极向正极移动,同时从负极材料中脱出。
这个过程是可逆的,即锂离子在充放电过程中可以反复嵌入/脱出负极材料。
二、锂离子电池研究现状随着科技的发展,锂离子电池也在不断升级改进。
目前,锂离子电池的研究主要集中在以下几个方面:1. 提高电池能量密度提高电池能量密度是目前锂离子电池研究的热点之一。
目前的锂离子电池能量密度已经达到了200Wh/kg左右,而科学家们正在探索新的材料和结构,以进一步提高电池的能量密度。
2. 延长电池寿命锂离子电池的寿命受到多种因素的影响,例如循环次数、充放电速率、温度等。
科学家们正在研究如何通过优化电池结构、选择更稳定的材料等方式延长电池的寿命。
3. 提高电池安全性锂离子电池在充放电过程中会产生热量,如果电池内部温度过高,就可能发生热失控事故。
因此,提高电池的安全性也是当前锂离子电池研究的重要方向之一。
三、锂离子电池未来发展趋势随着科技的不断进步,锂离子电池在未来的应用前景也非常广阔。
以下几个方面是锂离子电池未来的发展趋势:1. 大容量电池大容量电池是未来锂离子电池的重要发展方向之一。
大容量电池可以应用于电动汽车、储能设备等领域,为人们带来更加便捷的生活方式。
毕业论文锂离子电池的现状研究

绪论当前世界电池工业的发展有以下3个显著特点:一是绿色环保电池的迅猛发展,包括锂离子电池、氢镍电池、无汞碱锰电池等,这是人类社会发展的需求;二是一次电池向二次电池转化,在一次锂电池的基础上,研究、开发了可充锂离子电池,在碱性锌锰电池的基础上,研究、开发了可充碱锰电池,扣式电池也向可充性发展,这有利于节约地球有限的资源,符合可持续发展的战略;三是电池进一步向小型化、大型化方向发展。
锂离子电池自1990年开发成功以来,由于它具有比能量高、工作电压高、应用温度范围宽、自放电率低、循环寿命长、无污染、安全性能好等独特的优势,特别是聚合物锂离子电池,可以实现可充电池的薄形化。
现已广泛用作袖珍贵重家用电器如移动电话、便携式计算机、摄像机、照相机等的电源,并已在航空、航天、航海、人造卫星、小型医疗仪器及军用通讯设备领域中逐步替代传统的电池。
锂离子电池的应用前景十分广阔,据统计,中国的移动电话用户为全球第一,中国已成为全世界移动电话用户规模最大的国家,并且今后几年的用户还将继续扩大,这表明锂离子电池还有很大的潜在市场。
随着高新技术的发展和人民生活水平的提高,锂离子电池制造技术的进步和电池成本的下降,又将大大加快现代移动通讯和家用电器的发展速度,并促进国防军工、电信技术的发展。
可以预言,锂离子电池将成为21世纪人造卫星、宇宙飞船、潜艇、鱼雷、军用导弹、飞机等现代高科技领域的重要化学电源之一。
受石油危机、空气污染的影响,电动汽车的研制开发甚至产业化成为全世界普遍关注的问题。
据预测未来10~20年将是HEV、EV高速发展阶段。
大容量、高功率的动力型锂离子电池将成为环保型电动汽车的理想电源。
在美国、日本、法国等汽车制造大国,政府所实施的专项计划都在大力推动锂离子动力电池的发展。
我国政府在“十五”“863”计划中设立了电动汽车重大专项,锂离子动力电池是该专项的重点研究内容,通过该专项的实施,我国锂离子动力电池技术得到了极大的提高。
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( 合肥 国轩高科动力能源有限公 司, 安徽 合肥
摘要 : 从 正极 、 负极ห้องสมุดไป่ตู้ 电解液 、 制作过程和存储环境等方 面, 综述 了锂 离子动力 电池 自放 电的研 究进展 , 分析 了 目前锂 离子动
力 电池 自放 电的测试方法 , 包括 对传 统测试方法的优化及新型测量技术的探 索。
A bs t r a c t: S e l f - d i s c h a r g e i n L i . i o n b a t t e r y wa s r e v i e we d i n t e r ms o f t h e a n o d e , c a t h o d e, e l e c t r o l y t e, p r e p a r i n g p r o c e s s a n d s t o r a g e
c o n d i t i o n .C h a r a c t e r i z a t i o n s o f t h e s e l f - d i s c h rg a e b e h a v i o r o f L i — i o n b a t t e y r we r e d i s c u s s e d i n c l u d i n g o p t i mi z a t i o n o f t r a d i t i o n a l me a s u r e me n t a n d d e v e l o p me n t o f n o v e l me a s u r e me n t t e c h n i q u e .
Ke y wo r ds: L i , i o n b a t t e r y ; s e l f - d i s c h rg a e ; s t o r a g e ; me a s u r e me n t
动力 电池组 的性 能对 电动汽 车 的性 能有 重要 影响 。因 为 目前 市场 的要求是 整车与电池同质保 , 所 以电动汽车对 于 锂 离子电池提出了更高的要求 , 尤其 是一致性 。动力 电池是 单 体电池串并联成组 而成 , 某一 只 电池 出现问题 , 将会 影 响
目前 , 对 于锂 离子 电池 自放 电 的研 究不 多 , 本 文 作者 尚
未见 到关于锂离子电池 自放电研究 的系统综述 , 实验性论 文
主要 围绕锂 离子电池中的关键材料 , 如正 、 负极和 电解 液 , 结 合 在实 际工作的情况可知 , 电池 的装 配过程及存 储环境对 于 电池 自放电的影 响是不 可忽 视 的。本 文作者 从正 极 、 负极 、 电解 液、 电池封装前 的制作 过程 及存储 环境 等几个 方 面 , 综
作 者简介 :
杨续来 等 专 门研究 了磷 酸铁锂 ( L i F e P O ) 锂离子 电池 中正极 材料 的磁 性杂质 , 发现 : 正极 材料 由于合 成路线 、 生产
正极材料对 锂离 子 电池 自放 电 的影 响 , 主要 是 在高 压 下, 正极材料 中的过 渡金属 氧化 溶解 , 溶解 的金属 单质或 者 离子在负极沉积 , 造成 内部微短路 。以贮存性能较差 的尖晶 石锰酸锂( L i Mn : 0 ) 为例 , 普遍观点是 Mn ”在存储过程 中会 发生歧 化反应 , 生成 Mn “、 Mn 离子 , 随后 在 电场作用 下沉 积到 负 极。J . M. T a r a s c o n 等L 2 通 过 卢 瑟 福 背 散 射 光 谱 ( R B S ) 在负极表面检测到 了 Mn的存 在 , 随后 , 在L i C o O : ∞ J 、
整个电池模组… , 而 电池 自放 电的差异是关 注的重点 。电池 自放 电的不均匀性会导致电池组过充 电或过放 电 , 严重影 响
述 了锂离子动力 电池 自放 电的研究情 况 , 并 分析了 目前锂离 子动力 电池 自放 电的测试 方法。
1 自放 电的影 响 因素
1 . 1 正 极 材 料
关键词 : 锂 离子 电 池 ; 自放 电 ; 存 储 ; 测 试 方 法
中图分类号 : T M9 1 2 . 9
文献标识码 : A
文章编号 : 1 0 0 1 —1 5 7 9 ( 2 0 1 6 ) 0 1 —0 0 4 9一 O 3
Re s e a r c h p r o g r e s s i n s e l f - d i s c h a r g e o f Li - i o n ba t t e r y
XU Ta o, GONG Lu, FANG L e i , W ANG Ch e n— X U
( H e f e i G u o x u a n H i g h — t e c h P o w e r E n e r g y C o . , L t d . , H e f e i , A n h u i 2 3 0 0 1 1 , C h i n a )
第4 6卷 第 1 期
2 01 6矩
电
池
Vo 1 . 4 6. No . 1 F e b .. 2 0 1 6
2月
B A I I ERY B I M0N THL Y
・
综
述 ・
锂 离 子 电池 自放 电的研 究 进 展
许 涛, 宫 璐, 方 雷, 王晨旭
L i F e P O 4 和N i 】 / 3 C o 】 / 3 Mn l / 3 0 2 中均发现了这样 的情 况。
其 他正常电池的使用 寿命 , 进 而影 响汽车 的性能 和寿命 , 更 严重的是会造成安全隐患 。对 电池 自放 电严格精 准的把控 ,
需 要建立在对锂离子电池 自放 电系统研究 的基础上 。