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World File Search System截止电压
一种导电聚合物衍生的 N 掺杂碳纳米纤维支撑 Li2S 涂层，适用于高质量负载的 Liâ•fiS 电池
摘要 摘要 © 2020 Elsevier BV Li2S 作为锂硫正极材料的潜在候选材料的商业化因其低电子电导率、“穿梭效应”和初始能垒而受到阻碍。在这项工作中，通过基于溶液的化学方法制备了纳米级 Li2S 颗粒涂覆的碳纳米纤维。受益于这种合成方法，可以获得均匀的 Li2S 层而没有任何团聚。由于 Li2S 颗粒的尺寸较小，在第一次充电过程中观察到较小的能垒，这意味着以较小的截止电压更容易激活 Li2S。此外，碳纳米纤维作为基质可以增强正极的导电性。此外，为了验证所制备材料的潜在实际应用价值，我们制备了活性材料负载量高（约 3 mg cm−2）的 Li2S 正极，其表现出优异的循环和倍率性能，在 0.1C 时初始比容量为 916.2 mA hg−1，在 2 C 时仍可达到 321 mA hg−1 的容量。这种良好的性能可以归因于独特的基于溶液的合成方法，从而获得了涂覆在碳纳米纤维上的小而均匀的 Li2S 颗粒。
储能材料
O3 型层状氧化物材料因其较高的容量而被视为最有前途的钠离子电池正极材料之一，然而，它们通常在高度脱钠状态下遭受结构损伤。为了获得稳定/高容量的 O3 型钠离子正极，成功制备了一系列富镍 O3 – Na[Ni x Fe y Mn 1-xy ]O 2 (x ¼ 0.6、0.7 和 0.8) 氧化物正极，并系统地研究了高压下的相变。结合电化学测量和结构表征，在2.0 – 4.2 V的电压范围内证明了Na+插层（脱）过程中从O3到O03、P3、O300相的结构转变。此外，揭示了高压容量衰减的几个原因：1）由于晶体结构中Na+较少导致高压相的热力学不稳定性；2）高压相演变过程中体积变化大，Na+扩散动力学较差；3）正极颗粒表面形成微裂纹和正极-电解质中间相。针对上述问题，我们设定了合理的截止电压4.0 V，避免了O3 00相的形成，减少了电解液的分解，获得了~152 mAh g 1 (~467 Wh kg 1 )的高可逆容量，在0.5C下经过200次循环后，容量保持率高达~84%，表现出了良好的储钠性能。这项研究为高性能富镍O3型钠离子正极的进一步发展提供了结构-性能关系方面的见解。
低温高压固态锂金属电池氟化弹性电解质的设计
这项工作通过开发氟化和塑性晶体嵌入弹性电解质 (F-PCEE) 展示了固态锂金属电池 (LMB) 的低温操作。F-PCEE 是通过聚合物基质和塑性晶体相之间的聚合诱导相分离形成的，在 -10°C 时提供高机械应变 (≈ 300%) 和离子电导率 (≈ 0.23 mS cm − 1)。值得注意的是，两相之间的强相分离导致锂 (Li) 盐在塑性晶体相内的选择性分布，从而实现低温下优异的弹性和高离子电导率。 Li/LiNi 0.8 Co 0.1 Mn 0.1 O 2 全电池中的 F-PCEE 在 -10 °C 和 -20 °C 下分别保持 74.4% 和 42.5% 的放电容量，而 25 °C 下则相反。此外，全电池在 -10 °C 下经过 150 次循环后容量保持率为 85.3%，截止电压高达 4.5 V，是已报道的低温 LMB 固体聚合物电解质中循环性能最高的之一。这项工作将 F-PCEE 在 -10 °C 下延长的循环寿命归因于其出色的机械稳定性以抑制锂枝晶的生长和形成优异的富 LiF 中间相的能力。这项研究建立了弹性电解质的设计策略，用于开发在低温和高电压下工作的固态 LMB。
钠离子电池正极材料类型
在高电荷状态下缺乏结构稳定性，需要较低的放电截止电压才能获得足够的容量。[5] 相比之下，多聚阴离子化合物通常具有三维稳健框架，与层状氧化物相比，可提供更好的循环稳定性和更平坦的电压曲线。此外，由于多聚阴离子基团（如（PO 4 ） 3 − 、（P 2 O 7 ） 4 − 和（SO 4 ） 2 − ）的诱导效应，可以获得更高的工作电压，[6] 使这些化合物成为稳定、高能量密度钠离子电池正极材料的有趣候选者。研究最多的多聚阴离子钠离子正极材料是含钒磷酸盐 Na 3 V 2 （PO 4 ） 3 （NVP）[7,8] 和氟磷酸盐 Na 3 V 2 （PO 4 ） 2 F 3 （NVPF）。 [9] NVPF 在 3.9 V 时的理论容量为 128 mAh g −1（每个分子式单位 2 个电子），比能达到 500 Wh kg −1。此外，可以通过用 O 取代 F 阴离子来调节 NVPF 的电化学性能，形成完全固溶体 Na 3 V 2 (PO 4 ) 2 F 3 − 2 y O 2 y（0 ≤ y ≤ 1）。[10] 例如，Bianchini 等人。表明，在低压端，可以将额外的Na插入Na3V2(PO4)2O2F中，放电时产生Na4V2(PO4)2O2F，这使得Na4V2(PO4)2O2F和NaV2(PO4)2O2F之间可以进行三电子循环。[11]然而，从NaV2(PO4)2F3到V2(PO4)2F3中提取第三个Na尚未被证明是可行的，因为Na提取电位很高（预计为≈4.9V），超出了有机钠离子电解质的稳定窗口。[12]为了降低这种高的Na提取电压，人们考虑使用阳离子替代；然而，只有少数金属阳离子（例如Al）可以取代NVPF结构中的V，其溶解度限制在0.2。[11,13]
通过平衡记分卡（BSC）管理策略风险
摘要本论文对电池操作策略对商业锂离子电池寿命的影响以及离网光伏（PV） - 故障系统的经济学的影响提供了全面而详细的分析。锂离子电池在向无化石社会的过渡中起着关键作用。与电动汽车相比，固定能量存储对电池的性能和寿命有不同的要求。尽管最佳电池设计对于实现高能量密度和更长的寿命至关重要，但操作在防止过早性能降解方面起着重要作用。了解被抑制的需求，地理位置和应用对系统生命周期成本的影响也可以实现最佳系统设计。在模拟模型中估算并实现了三个应用程序的负载曲线，以及三个位置的气象数据以及抑制需求（SD）效应。使用小时的充电状态（SOC）配置文件，使用具有不同截止电压和两个充电窗口（ΔSOC）的部分循环设计了四个电池操作策略。商业细胞用于实验测试。超过1000个周期后，进行了验尸表征。实验揭示了高SOC运行时过早降解的原因是正极电极阻抗上升的组合和在负电极处的锂库存损失，从而导致容量降低。使用基于物理的建模对细胞的阻抗光谱进行的研究表明，正极中颗粒之间的电导率损失。也会增加，而操作ΔSOC宽度也会增加，而系统的可靠性也会降低。我们将可靠性定义为电源损失。最后，优化成本和可靠性，表明最佳系统设计有利于用更宽的ΔSOC而不是电池寿命的电池操作策略。关键字：锂离子电池，老化，部分周期，DVA，EIS，NCA，固定能量系统，PV系统，农村电气化。
电池术语A至Z
ab5-金属合金（例如LANI5）能够分别充电和放电，能够分别充电和放电，能够进行可逆的氢气吸收/解吸反应。这是镍金属氢化物电池中最受欢迎的电极。吸收 - 通过化学或分子作用占用另一种材料或保留一种材料。累加器 - 可充电电池或电池（另请参见辅助电池）。酸电池 - 用作电解质的电池，例如，铅酸电池，其中硫酸为电解质。主动材料 - 电极材料，在电荷实际容量中存储的化学能在排放过程中产生电能 - 通常以安培小时或毫安小时表示的总电池容量可用于执行工作。特定电池的实际容量取决于许多因素，包括截止电压，排放率，温度，充电方法以及电池的年龄和寿命。agm（吸收玻璃垫） - 一种非编织的分离材料几乎完全由玻璃微纤维组成，这些玻璃微纤维吸收和保留电解质，在电池中没有免费的电解质来溢出。用这种材料制造的 VRLA电池通常称为“ AGM”电池。 碱性 - 经常用于长时间需要重电流的电子应用中的主电池（不可用）（即 ：CD播放器，收音机等）。 碱性电池可以比相同尺寸的传统碳/锌电池提供50-100％的总能量，因此它们在消费者应用中的受欢迎程度。VRLA电池通常称为“ AGM”电池。碱性 - 经常用于长时间需要重电流的电子应用中的主电池（不可用）（即：CD播放器，收音机等）。碱性电池可以比相同尺寸的传统碳/锌电池提供50-100％的总能量，因此它们在消费者应用中的受欢迎程度。碱性储物电池 - 电池使用碱性水溶液的电解液。设计的镍 - 加德米电池。合金 - 其他几种金属或金属和非金属的混合物。交流发电机 - 汽车中用于产生电流的一种发电机。环境湿度 - 周围环境的平均湿度。环境温度 - 周围环境的平均温度。安培（AMP，A） - 通过电路的电子流速或电流的度量单位。安培小时（AMP-HRS，AH） - 电池电气存储容量的测量单位，通过将安培中的电流乘以排放的时间来获得。（示例：提供5安培的电池20小时可提供5安培x 20小时= 100安培的容量。）安培小时的容量 - 可以在一次放电时通过电池输送的安培小时数量。阳极 - 放电期间，电池的负电极为阳极。在充电过程中，逆转和电池的正电极是阳极。阳极将电子放在负载电路上并溶解到电解质中。水电池 - 带有水基电解质的电池。电解质可能不会是液体的，因为它可以被电池的分离器吸收。组装电池 - 由多个电池组成的任何电池。
特斯拉电池组设计 pdf
特斯拉的电池技术享有盛誉，2013 年特斯拉 Model S 被 Motor Trend 评为“年度最佳汽车”。这一成就可以归因于其更长的续航里程、更快的加速和令人眼花缭乱的速度，所有这些都是由其电力电子设备和电池系统实现的。在本文中，我们将深入探讨特斯拉汽车中使用的电池系统的细节。具体来说，我们将重点介绍电池组，并涉及其他重要主题，例如机械或热规格、电气特性和特征、电池模块效率和保护功能。电动汽车 (EV) 电池系统是其主要的能量存储系统，主要由电池组成。设计电动汽车的电池系统需要多个领域的知识，包括电气工程、机械工程、热工程、材料科学等。特斯拉电池组的一个关键特性是其高效率、可靠性和安全性，使其成为高度模块化的设计。每个模块可以串联以产生所需的电压输出。特斯拉 Model S 电池组的电压约为 400 伏。特斯拉电池组的一个显著例子是 Model S P85 中的电池组，其容量为 90 kWh，重量超过 530 公斤。该电池组包含 16 个模块，由 7104 个独立电池组成。中央母线在将每个电池模块连接到接触器方面起着至关重要的作用，接触器为前后电动机供电。由于每个模块约为 5.5 kWh，而 Model S P85 的电池组中有 16 个这样的模块，因此它实际上相当于一个 84kWh 模块。特斯拉在其电池组中使用锂离子电池。每个电池都有不同的尺寸、形状和内部化学性质。所用电池的具体类型取决于所制造的型号；例如，特斯拉的 Model S 和 X 变体使用松下制造的 18650 锂离子电池。这些电池的尺寸是一个关键信息，因为它表明了它们的大小和形状。每个 18650 电芯直径为 18 毫米，高为 65 毫米，其命名法可以洞悉其尺寸和内部结构。电芯以串联和并联连接的方式排列，从而形成一个模块。电池组的设计和所用电芯类型会显著影响汽车的整体性能。特斯拉 Model S 电池组：技术特性详细分析特斯拉的电池组（用于 Model S）由松下与特斯拉合作开发，专为电动汽车 (EV) 应用而设计。该电芯的主要特性如下：| 参数 | 规格 | | --- | --- | | 容量 | 3.4 Ah | | 电芯能量 | 12.4Wh | | 标称电压 | 3.66 V | | 体积能量密度 | 755 Wh/L | | 重量能量密度 | 254Wh/Kg | | 内阻 | 30m Ohm | | 电芯质量 | 49g | | 电芯体积 | 0。0165L | 特斯拉 Model S 电池组由多个称为模块的较小电池组成，每个模块采用 6S 74P 配置。这意味着六个电池串联连接，每个系列都有 74 个电池并联连接。每个模块的额定连续电流为 500A，峰值电流为 750Amps。电池组采用液体冷却来维持其温度并防止过热，过热可能导致热失控和火灾危险。冷却系统使用热交换器管道，该管道将冷却液输送到模块内部。 ### 引线键合技术的优势 特斯拉 Model S 电池组中使用的引线键合技术有几个优点： * 连接过程中不会向电池引入热量。 * 导线充当安全保险丝，在电池发生故障时提高整个系统的安全性。 * 它提高了可制造性。 ### 引线键合技术的缺点 但是，这种技术也有一些缺点： * 由于增加了导线，它增加了电阻。 * 它会在系统中产生热量，从而降低运行效率。 * 电池模块的规格如下：| 参数 | 规格 | | --- | --- | | 标称电压（电池模块） | 22.8V/模块 | | 充电截止电压（电池模块） | 25.2V/模块 | | 放电截止电压（电池模块） | 19.8/模块 | | 最大放电电流（10 秒） | 750 安培 | | 高度 | 3.1 英寸 | | 宽度 | 11.9 英寸 | | 长度 | 26.2 英寸 | | 重量 | 55 磅 | 热管理系统是一项关键的安全功能，它通过去除电池组内部的热量来确保电池组的温度保持在一定阈值内。### 图片参考本文中的一些图片取自 EV Tech Explained，这是一个提供深入解释电动汽车技术的频道。特斯拉电池组的关键在于将各个电池彼此隔离。在弯道处，Kapton 胶带可确保最佳绝缘效果。水乙二醇溶液用作冷却剂，当冷却剂流过电池组时，温度会升高。下图显示了高强度测试后电池模块内不同点的温度波动。蓝线表示冷却剂入口，红线表示出口。图中还显示了最大和最小电池温度。测试最初设置为 20°C，涉及 250 安培充电和放电循环。如图所示，模块之间存在低温偏差。保持相似的温度至关重要，因为它会影响内部电阻和整体电池组特性。冷却剂管的波浪形设计增加了表面积和封装效率。电池组本身作为结构构件，位于汽车底部。它为车辆提供刚性和强度，降低重心并改善平衡性和稳定性。每个凹槽可容纳一个电池模块，纵向构件可加强底盘的抗冲击和侧弯能力。内部构件为模块放置创建网格，同时提高基础强度和物理刚度。如果发生火灾，它们会将模块彼此隔离。下图显示了所有 16 个模块的放置位置。高压母线连接在上方，红点表示正极连接，黑色表示负极连接。母线由厚铜镀锡板制成。电池管理系统 (BMS) 对于安全、监控过充、过放、充电状态、放电状态、温度等至关重要。下图显示了基于德州仪器 bq76PL536A-Q1 3 至 6 串联锂离子电池监控器和二次保护的特斯拉 Model-S BMS。BMS 集成到每个模块中，监控电池寿命、温度和其他因素。特斯拉 Model S 的电池监控系统 (BMS) 通过充电放电循环监控电池，并使用 SPI 与其他串联 BMS 模块进行数据通信。每个模块的 BMS 都充当从属设备，通过隔离屏障与主 BMS 通信，主 BMS 控制主接触器并通过 CAN 总线与 ECU 和充电器通信。使用连接到并联连接板的电线测量电池电压。假设 BMS 图片中每个串联连接的 6 个监控 IC 来自 TI，可以菊花链连接一条通信线路，可能是由博世开发的，该系统的复杂性和工程工作量是显著的，特别是在设计模块和电池组时，它们也用于结构目的，增强了车辆的稳定性和机动性。使用的高质量电池有助于满足对二次使用的需求，由于特斯拉提供的信息在互联网上可以找到，因此很难验证它。通过隔离屏障与控制主接触器的主 BMS 进行通信，并通过 CAN 总线与 ECU 和充电器进行通信。使用连接到并联连接板的电线测量电池电压。假设 BMS 图片中每个串联连接的 6 个监控 IC 来自 TI，可以菊花链连接一条通信线路，可能是由博世开发的，该系统的复杂性和工程工作量是显著的，特别是在设计模块和电池组时，它们也用于结构目的，增强了车辆的稳定性和机动性。使用的高质量电池有助于满足对二次使用的需求，由于特斯拉提供的信息在互联网上可用，因此很难验证它。通过隔离屏障与控制主接触器的主 BMS 进行通信，并通过 CAN 总线与 ECU 和充电器进行通信。使用连接到并联连接板的电线测量电池电压。假设 BMS 图片中每个串联连接的 6 个监控 IC 来自 TI，可以菊花链连接一条通信线路，可能是由博世开发的，该系统的复杂性和工程工作量是显著的，特别是在设计模块和电池组时，它们也用于结构目的，增强了车辆的稳定性和机动性。使用的高质量电池有助于满足对二次使用的需求，由于特斯拉提供的信息在互联网上可用，因此很难验证它。