【摘要】：鋰離子電池因其單體電壓高、無(wú)記憶效應(yīng)、自放電小等優(yōu)點(diǎn)而廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域,但是,鋰離子電池本身也有不足之處,比如其安全性能和能量密度還不完全能滿足人們預(yù)期。析鋰是制約鋰離子電池發(fā)展的重要因素之一,也是引起電池內(nèi)阻增大,容量衰減的主要元兇。而業(yè)內(nèi)還沒(méi)有效地針對(duì)鋰離子電池負(fù)極析鋰的有效檢測(cè)手段,常規(guī)的通過(guò)拆解電池觀察的方法效率低,且具有一定的誤差。超聲檢測(cè)作為新興的無(wú)損檢測(cè)手段,具有效率高、成本小、無(wú)污染且定位精準(zhǔn)的特點(diǎn)。本文創(chuàng)新性地提出以超聲波無(wú)損技術(shù)對(duì)鋰離子電池負(fù)極析鋰進(jìn)行檢測(cè),并以驗(yàn)證這種方法的可行性為目的。搭建單點(diǎn)檢測(cè)系統(tǒng)以篩選出適合于電池檢測(cè)的耦合介質(zhì),搭建全局掃描系統(tǒng)對(duì)電池進(jìn)行全局掃描,并將掃描結(jié)果與電化學(xué)靜置電壓法所得結(jié)果對(duì)比,并進(jìn)一步拆解電池觀察負(fù)極表面進(jìn)行驗(yàn)證。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:在0℃下,以1.5 C倍率充電的鋰離子電池,在超聲掃描所獲得的色譜圖中顯示大規(guī)模藍(lán)色區(qū)域,判定該電池發(fā)生了析鋰。而后,經(jīng)過(guò)電化學(xué)中的靜置電壓法和拆解電池觀察負(fù)極表面,驗(yàn)證了超聲對(duì)鋰離子電池析鋰檢測(cè)的可行性。在此基礎(chǔ)上,將電芯置于液態(tài)耦合介質(zhì),并通過(guò)換熱系統(tǒng)將耦合介質(zhì)溫度控制在0℃,采集充放電循環(huán)狀態(tài)下電芯的色譜圖,經(jīng)過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),驗(yàn)證了超聲對(duì)鋰離子電池析鋰的有效性。
【圖文】：

圖 1.2 六方層狀鈷酸鋰[12]圖 1.3 橄欖石結(jié)構(gòu)磷酸鐵鋰[13]Figure 1.2 Structure of hexagonal LiCoO2[12]Figure 1.3 Structure of Peridot LiFePO4[13]鋰離子電池正極材料的發(fā)展趨勢(shì)勢(shì)必是往提高能量密度和安全性能的方向發(fā)大型電動(dòng)大巴對(duì)鋰離子電池安全性能有硬性指標(biāo)，而家用電動(dòng)轎車對(duì)續(xù)航能力有格需求，相關(guān)國(guó)家政策也對(duì)這些性能指標(biāo)樹(shù)立了相應(yīng)的門檻，即只有續(xù)航能力達(dá)到定要求才能獲得政府補(bǔ)貼，而對(duì)于大型載客汽車，國(guó)家強(qiáng)制規(guī)定只能用安全系數(shù)高，高溫穩(wěn)定性最好的磷酸鐵鋰電池。對(duì)于正極材料的研發(fā)和改性絡(luò)繹不絕，開(kāi)發(fā)能夠兼顧續(xù)航能力和安全特性的鋰離子電池正極材料無(wú)疑是整個(gè)行業(yè)重中之重。1.2.2 鋰離子電池的負(fù)極材料鋰離子電池在充放電的過(guò)程中，負(fù)極承擔(dān)著鋰離子和電子的載體的角色，用于儲(chǔ)和釋放鋰。一般負(fù)極占整個(gè)體系 5 %~15 %，在鋰離子電池中十分重要，很大程地決定了電池的性能。鋰離子電池的負(fù)極材料通常需要滿足的特點(diǎn)有：自身具有較

圖 1.2 六方層狀鈷酸鋰[12]圖 1.3 橄欖石結(jié)構(gòu)磷酸鐵鋰[13]Figure 1.2 Structure of hexagonal LiCoO2[12]Figure 1.3 Structure of Peridot LiFePO4[13]鋰離子電池正極材料的發(fā)展趨勢(shì)勢(shì)必是往提高能量密度和安全性能的方向發(fā)大型電動(dòng)大巴對(duì)鋰離子電池安全性能有硬性指標(biāo)，而家用電動(dòng)轎車對(duì)續(xù)航能力有格需求，，相關(guān)國(guó)家政策也對(duì)這些性能指標(biāo)樹(shù)立了相應(yīng)的門檻，即只有續(xù)航能力達(dá)到定要求才能獲得政府補(bǔ)貼，而對(duì)于大型載客汽車，國(guó)家強(qiáng)制規(guī)定只能用安全系數(shù)高，高溫穩(wěn)定性最好的磷酸鐵鋰電池。對(duì)于正極材料的研發(fā)和改性絡(luò)繹不絕，開(kāi)發(fā)能夠兼顧續(xù)航能力和安全特性的鋰離子電池正極材料無(wú)疑是整個(gè)行業(yè)重中之重。1.2.2 鋰離子電池的負(fù)極材料鋰離子電池在充放電的過(guò)程中，負(fù)極承擔(dān)著鋰離子和電子的載體的角色，用于儲(chǔ)和釋放鋰。一般負(fù)極占整個(gè)體系 5 %~15 %，在鋰離子電池中十分重要，很大程地決定了電池的性能。鋰離子電池的負(fù)極材料通常需要滿足的特點(diǎn)有：自身具有較
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TM912

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本文編號(hào)：2680594