【正文】 鋰錳氧化物正極與溶劑會發(fā)生微電池作用產(chǎn)生自放電造成不可逆容量損失 LiyMn2O4+xLi++xe→ Liy+xMn2O4 溶劑分子 (如 PC)在導電性物質碳黑或集流體表面上作為微電池負極氧化 : xPC→ xPC自由基 +xe 同樣，負極活性物質可 能會與電解液發(fā)生微電池作用產(chǎn)生自放電造成不可逆容量損失，電解質 (如 LiPF6)在導電性物質上還原： PF5+xe→ PF5x 充電狀態(tài)下的碳化鋰作為微電池的負極脫去鋰離子而被氧化 : LiyC6→ LiyxC6+xLi++xe 自放電影響因素：正極材料的制作工藝、電池的制作工藝、電解液的性質、溫度、時間。 Blyr 認為離子交換反應從活性物質粒子表面向其核心推進，形成的新相包埋了原來的活性物質，粒子表面形成了離子和電子導電性較低的鈍化膜，因此貯存之 后的尖晶石比貯存前具有更大的極化。 ② .電解質在負極上分解 電解液在石墨和其它嵌鋰碳負極上穩(wěn)定性不高，容易反應產(chǎn)生不可逆容量。 在目前較常用電解液中， EC/DMC 被認為是具有最高的耐氧化能力。 快速充電，電流密度過大，負極嚴重極化，鋰的沉積會更加明顯。一般說來，較小的質量比導致負極材料的不完全利用；較大的質量比則可能由于負極被過充電而存在安全隱患。鋰離子電池高昂的制造費用如果得不到合理的運用及維護，她的優(yōu)點將失去應有的價值！ 本論文共 九部分 ： 第一部分介紹公交車鋰離子電池維護儀的設計目的；第二部分分析鋰離子電池容量衰減的本質原因；第三部分重點介紹公交車鋰離子電池的基本設計思路。 學號： XXXXX 公交車鋰電池維護儀 學院名稱： XXXXXXXXX 學院 專業(yè)名稱： XXXXXXXXXX 年級班別： XXXXXXXXXXX 姓 名： XXX 指導教師： XXX 20xx 年 05 月XXXX 本科畢業(yè)論文 I 公交車鋰電池維護儀 摘 要 在全球綠色經(jīng)濟的推動下，電動汽車正進入高速發(fā)展時期，對于大型公交系統(tǒng) 而言，發(fā)展電動公交車將是一個不錯的選擇。第四部對公交車鋰離子電池維護儀設計創(chuàng)新點的介紹；接下來簡單的介紹了該設計的技術指標、技術關鍵等?？傊谧顑?yōu)化的質量比處，電池性能最佳。這種情況容易發(fā)生在正極活性物相對于負極活性物過量的場合。溶液的電化學氧化過程一般表示為：溶液→氧化產(chǎn)物 (氣體、溶液及固體物質 )+ne 任何溶劑的氧化都會使電解質濃度升高，電解液穩(wěn) 定性下降，最終影響電池的容量。初次充放電時電解液分解會在電極表面形成鈍化膜，鈍化膜能將電解液與碳負極隔開阻止電解液的進一步分解。 Zhang 通過對電極材料循環(huán)前后的交流阻抗譜的比較分析發(fā)現(xiàn)，隨著循環(huán)次數(shù)的增加，表面鈍化層的電阻增加，界面電容減小。自放電速率主要受溶劑氧化速率控制，因此溶劑的穩(wěn)定性影響著電池的貯存壽命。影響正極材料溶解的因素有：正極活性物質的結構缺陷、充電電勢過高、正極材料中炭黑的含量。合成富鋰或富氧化合物還能改善 LiMn2O4高溫電化學性能。 注： LiCoO2 和鋰鎳氧化物電極也可觀察到相變，但與容量損失關系不大。此外， Mn3+的歧化溶解形成了缺陽離子型的尖晶石相，使晶格受到破壞并堵塞 Li+擴散通道。他們排除了 Mn2+在負極上沉積而對 SEI 膜造成的破壞、及其對電池性能造成的影響，認為不論 Mn 的溶解是如何發(fā)生的，重要的是其間伴隨著質子化的過程，這才是容量衰減的原因所在。 Pasquier 的研究證明， LiMn2O4在電解液中高溫貯存后除表 面形成鈍化膜外，材料顆粒的核心部分形成了具有低電化學活性的部分質子化的λ HzMn2xO4相，導致 Li+嵌 /脫反應活性降低及容量下降。 11 3 設計基本思路 在電池使用過一段時間后，上面已談到，由于各方面的原因，會導致相同標配的單體鋰離子電池間存在電量差別，這也正是問題的所在。對蓄電池組來說，除去上述原因，單體電池間的不一致性也是個重要因素。 、定序、單獨對蓄電池組中的單體蓄電池進行檢測及均勻充電。模塊根據(jù)設定程序，對各單體電池分別進行充電管理，充電完成后自動斷開。 在一個充電周期中，電路工作過程分為兩個階段：電壓檢測階段 (時間為 Tv)和均充階段 (時間為 Tc)。 通過把電壓檢測階段末期檢測到的電池電壓轉化為荷電狀態(tài)，而單節(jié)電池的儲存容量 Qest,n 與 SOC 存在相應的關系， Qest,n 可以被估算出來。 ，使設計由繁到簡。 （ 3）利用時鐘信號的電量掃面，誤差在 ℅以內。高溫季節(jié)，嚴禁在陽光直接暴曬（夏季存車時尤其要注意）。 （ 4） 與上面談到的從材料上或是結構上改進，該產(chǎn)品具有很強的經(jīng)濟實用性。XX 老師嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度 ， 在無形中影響著我。在此對他表示衷心的感謝和誠摯的敬意 ！ 大學四年 ,筆者在 XX 學院學到了很多知識 ， 各方面都得到了很大的鍛煉。盡管在設計過程中碰到了不少 “難題 ”，通過自己 和同學 翻閱大量資料，解決了一個個難題。 （ 4）注意不能讓電池過放電，過放電容易引起電池嚴重虧電，從而大大的縮短其使用壽命。該技術從根本上消除了傳統(tǒng)技術電池早起受擠壓或短路、過熱、過度充電或濫用時容易發(fā)生爆炸和燃燒的安全隱患，再次使用壽命大大延長，重復充電可達 20xx 次以上。 17 6 技術關鍵 （ 1）模塊電池組內 10塊單體電池分別放電。其中， Tcep為一個充電周期內均充階段的時間。在均充階段，旁路中被觸發(fā)的 MOSFET 由計算所得的占空比來 控制開關狀態(tài)，對相應的電池進行均充處理。 無損均充電路 均充模塊啟動后，過充的電池會將多余的電量轉移到?jīng)]有充滿的電池中，實現(xiàn)動態(tài)均衡。 ，通過開關組件的控制和切換，使額外的電流流入電壓相對較低的電池中以達到均衡充電的目的。 ,以達到分流的作用。這樣就做到了為下 次充電時初始化了一個相同的初始電量值，從而達到了維護的目的。 Blyr 研究了 55℃電解液中放電態(tài)貯存時的容量衰減問題，指出離子交換反應導致錳的溶解并形成低電位的缺陷尖晶石相。含 F 電解液本身含有的 HF 雜質、溶劑發(fā)生氧化產(chǎn)生的質子與 F化合形成的 HF、以及電液 中的水分雜質或電極材料吸附的水造成電解質分解產(chǎn)生的 HF 造成了尖晶石的溶解。較為經(jīng)典的是Hunter 所提出的通過歧化反應進行溶解的機理，總反應如下 : 9 4H++2LiMn3+Mn4+2O2→ 3λ MnO2+Mn2++2Li++2H2O 這是一個由于酸的存在而導致尖晶石的溶解過程。 正極溶解 影響正極材料溶解的因素有： ①正極活性物質的結構缺陷 LiMn2O4和 LiNi2O4結構中氧原子缺陷能削弱金屬原子與氧原子之間的 鍵能，從而導致錳和鎳的溶解。原因在于 : ①由于 Ni， Co， Fe 等原子半徑小，由他們所制備的 LiMn2xMxO4的晶胞相對較小，在鋰脫嵌時，所承受的結構變形扭曲小，因而在充放電過程中其結構更容易保持，其循環(huán)性能也就更好。 （ 1）鋰錳氧化物在充放電過程中存在 2 種不同的結構變化：一是化學計量不變的情況下發(fā)生的相變化；二是充放電過程中鋰嵌入和脫嵌量改變時發(fā)生的相變。 通過電池隔膜而泄漏的電流也可以造成鋰離子電池中的自放電，但該過程受到隔膜電阻的限制，以極低的速率發(fā)生，并與溫度無關。錳的溶解及電解液的分