大容量鋰離子動(dòng)力電池設(shè)計(jì)與性能研究.pdf

1、本文從單體鋰離子動(dòng)力電池的電芯設(shè)計(jì)出發(fā),對市場上鋰離子動(dòng)力電池采用的常規(guī)疊片電芯設(shè)計(jì)加以改造、優(yōu)化,設(shè)計(jì)出一種新型疊片電芯,通過理論計(jì)算與仿真,比較兩種電芯設(shè)計(jì)優(yōu)劣,并制作成20Ah常規(guī)疊片設(shè)計(jì)電池和20Ah新型疊片設(shè)計(jì)電池,測試并比較它們的電化學(xué)性能、安全性能和溫度場分布情況及特殊點(diǎn)的溫升情況。
　　(1)通過建模,對常規(guī)疊片設(shè)計(jì)電池和新型疊片設(shè)計(jì)電池進(jìn)行放電狀態(tài)下熱仿真計(jì)算,得到它們的熱特性數(shù)據(jù),比較它們之間的發(fā)熱量、溫度場分

2、布以及特殊點(diǎn)的溫升情況;從理論上,分析常規(guī)疊片設(shè)計(jì)電池與新型疊片電池的不同之處。結(jié)果表明:在放電結(jié)束時(shí),新型疊片設(shè)計(jì)電池在特殊點(diǎn)的溫度低于常規(guī)疊片設(shè)計(jì)電池,發(fā)熱量與整體溫度也低于常規(guī)疊片設(shè)計(jì)電池。
　　(2)比較分析常規(guī)疊片設(shè)計(jì)電池和新型疊片設(shè)計(jì)的電化學(xué)性能,測試20Ah新型疊片設(shè)計(jì)電池的安全性能。結(jié)果表明:新型疊片設(shè)計(jì)電池在1C充放電條件下,循環(huán)1000次保持首次放電容量的95.2％,其倍率性能優(yōu)于常規(guī)疊片設(shè)計(jì)電池,并且新型疊片

3、設(shè)計(jì)電池具有良好的安全性能。
　　(3)通過對電芯極耳附近和中心處的正極活性物質(zhì)進(jìn)行XRD和SEM檢測,從微觀上分析電流強(qiáng)度對電芯活性物質(zhì)結(jié)構(gòu)和形貌的影響,并對兩種電池進(jìn)行電化學(xué)阻抗測試。結(jié)果表明:新型疊片設(shè)計(jì)電池的活性物質(zhì)的結(jié)構(gòu)破換程度較常規(guī)疊片設(shè)計(jì)電池要小;新型設(shè)計(jì)電池活性物質(zhì)的顆粒形貌比常規(guī)疊片設(shè)計(jì)電池要均勻、粘結(jié)程度較小;新型疊片設(shè)計(jì)電池的內(nèi)部阻抗小于常規(guī)疊片設(shè)計(jì)電池,動(dòng)力性能更佳。
　　(4)用紅外熱成像儀分析常規(guī)