Thermal behavior simulation of Ni/MH battery

Thermal behavior of overcharged Ni/MH battery is studied with microcalorimeter. The battery is installed in a special device in a microcalorimeter with a quartz frequency thermometer. Quantity of heat and heat capacity of the battery charged at different state of charge (SOC) at different rates are measured by the microcalorimeter. Based on a series of assumputions, heat transfer equation is set up. Expression of heat generation is attained by curve fitting instead of theoretical calculation. Thermal model is used to simulate thermal behavior of the battery in charging period, results of calculation and experiment match very well. The temperature distribution is non-uniform because the poor conductivity limits the heat transfer during charging process. It is difficult to greatly improve the heat conductivity of the battery because it is related to materials inside the battery including electrodes, separators and so on. Therefore, high rate charge should be avoided in actual use. It may cause some damage to the battery. Supported by the National Key Basic Research and Development Program of China (Grant No. 2002CB211800)     

混合动力电动汽车MH/Ni电池放电性能实验分析

根据混合动力电动汽车镍氢动力电池研发需要,针对其结构特点和工作原理,设计了144 V/(6.5 A·h)镍氢电池组的实验方案,提出了放电效率、电池内阻的处理方法,并利用Matlab软件对实验数据进行处理,结合放电电流、荷电状态、电池内阻和环境温度等相关参数之间的影响,分析了电池组的端电压特性、内阻性能以及电池组在常温、高温、低温下的放电特性,结果表明,镍氢电池组在常温和高温下具有良好的放电特性,电池组不适宜在-30℃下工作.     

D型MH/Ni电池过放电机理的研究

通过对D型密封MH／Ni电池在放电过程中电池电压和放电容量以及开口MH／Ni电池在放电过程中电池电压、正负极电极电位和放电容量的关系分析，探讨了电池的过放电机理。发现电池在放电全过程中存在着三种反应过程，而当电池深度过放电时，正极上析出氢气，负极上析出氧气。本文还采用循环伏安法对电池正负极的反应过程进行了研究，从而进一步说明了电池的过放电机理。     

Ni／MH电池和电池组放电过程中剩余容量的估算

以D型镍氢电池或电池组在一定的工作电流范围内,测出不同放电电流下的一组放电曲线,结合Peukert公式的适当变化,利用计算机程序实现了电池（或电池组）在任一工作电流下的放电曲线的模拟,模拟得到的曲线与实际测量的曲线极其相近,达到了对电池或电池组荷电状态及尚能继续工作时间的估算。     

MH/Ni电池镍正极的研究新进展

综述MH／Ni电池正极材料氢氧化镍的结构、性质和制备方法,并详细介绍影响镍正极性能的因素。     

镍氢电池充放电传热过程模拟

结合实验数据和理论分析,建立了D型镍氢电池的传热模型.用该模型对电池的充放电过程进行模拟,并且给出了电池内部的温度分布.与实验测量值比较,两者结果吻合较好.该模型和相应的模拟为进一步研究电池的发热特性、改善其温度性能提供了有益参考.     

镍正极掺杂NiOOH的MH/Ni电池性能

将化学氧化法合成的NiOOH以一定的比例掺杂到商用球形Ni(OH)2粉末当中,以此作为镍正极活性材料,制成额定容量为1 5Ah圆柱密封AA型MH/Ni碱性蓄电池·采用恒流充放电和交流内阻分析方法测试了该电池的性能·结果表明:镍正极掺杂NiOOH的MH/Ni电池在活化效率和循环寿命方面得到了明显的改善和提高,掺杂NiOOH的镍正极具有更高的反应活性及更小的电化学反应阻抗,因而表现出良好的电化学性能·实验表明,镍正极活性材料中NiOOH的掺杂量为1%～3%时对电池性能有较好的影响,掺杂量过多会降低电池的放电容量·     

电动车用镍氢电池模块的充放电模型研究

在电动汽车镍氢电池改进等效电路模型的基础上，基于模糊化电池的荷电状态（SOC），利用模糊推理的方法来估计电路模型的时变参数，并以SOC为模糊输入量，电池模型参数为模糊输出量．由于模糊推理所确定的模型参数根据模糊SOC是动态变化的，因此不仅提高了电池模型的精度，而且降低了对SOC估计精度的要求．仿真试验表明，在不考虑温度影响的情况下，利用该方法所得到的电池模块端电压仿真数值与实测值的最大绝对误差为0．04V，相对误差为0．28％，说明这种变参数不变结构的自适应模型具有很高的可靠性和精确性．     

镍氢电池负极新型粘合剂及其电极性能

研究了一种镍氢电池负极－金属氢化物电极新型粘合剂ＳＢＳ,测定了以ＳＢＳ为粘合剂的电极性能,并与ＰＴＦＥ和ＨＰＭＣ两种粘合剂进行了对比。研究结果表明：采用ＳＢＳ作粘合剂的电极的耐碱性和柔性优于其它粘合剂,其放电容量、放电电位、大电流放电能力、内阻、电催化活性等性能也较好,尤其是循环性能优良,有望成为一种比较理想的金属氢化物电极粘合剂;ＳＢＳ的最佳加入量为１％左右。     

镍-氢电池充放电过程中的化学物理现象及机制

用X射线衍射等方法分析了MH/Ni电池电极过程中电极活性材料β-Ni(OH)₂和AB5合金的精细结构和微结构的变化,并把其与电池性能联系起来,从而揭示了充放电过程的物理现象和物理机制.分析发现：MH/Ni电池的物理导电机制是氢离子在正负极间的定向迁移和运动,氢离子是由氢原子离开和β-Ni(OH)₂来提供,而不是由β-Ni(OH)₂→β-NiOOH的相变来提供.     

用F检验分析MH/Ni电池SOC估算方法的可靠性

用F检验分析MH/Ni电池的开路电压与放电能力之间的关联程度,结果F>Fa,表明电池的开路电压与放电能力之间有密切关系.并通过对不同SOC的电池试验得出MH/Ni电池开路电压与放电能力之间的一般关系式.     

金属Cu对MH/Ni电池储氢合金电极的修饰

为了提高MH/Ni电池储氢合金电极的导电性,运用真空蒸镀法在电极表面镀覆了一层金属Cu膜,利用XRD、XPS、SEM等方法对极片进行了分析,结果表明,在极片表面镀覆一层金属Cu膜不会对储氢合金的体相结构产生影响.电化学性能测试表明:极片经过修饰的电池,内阻降低了32.8%,5 C放电容量增加了190 mA·h, 放电平台电压提高了0.10 V,同时,充电时的内压也有明显降低,充电效率有较大提高.     

MH/Ni电池电极材料在过充电条件下的失效分析

采用SEM,XRD,TEM以及EIS等检测方法,研究不同过充循环前后MH/Ni电池性能与正负极材料形貌及表面元素的变化.实验结果表明,经正常充放电循环70周后,正极活性物质表面保持良好的球形形貌,而经持续过充电循环相同次数后,因晶格的不可逆膨胀而呈不同程度破裂,储氢合金颗粒并无明显粉化现象,但其表面却覆盖许多绒状或针状物,经能谱检测,该绒状物主要成分为稀土金属的氢氧化物或氧化物.EIS阻抗谱分析表明,电池的欧姆电阻(Rs)、反应电阻(Rt)和Warburg阻抗(Zw)均有不同程度的增加,而界面电容(Ci)则呈逐渐降低趋势,这些均是最终导致电池电化学性能衰减的原因.     

MH/Ni电池正负极材料研究进展(I)--正极材料

MH/Ni电池是一种正在发展中的新型高容量绿色二次电池 .电池采用正极限容设计 ,负极过量 ,因此电池的容量主要由正极来决定 .本文评述了目前 MH/Ni电池中所用镍电极材料的分类、晶体结构、制备方法以及国内外的研究现状 .     

MH/Ni电池正负极材料研究进展(II)--负极材料

MH/Ni电池是最重要的二次电池之一 .MH/Ni电池采用贮氢合金作为负极材料 ,材料与电池的性质密切相关 .本文评述了目前 MH/Ni电池所用贮氢合金负极材料的分类、制备以及研究现状     

活化及自放电对镍-氢电极性能的影响

研究了活化、自放电等对镍－氢电池性能影响的特征和规律,为在电池化成初期剔除劣质电池提供了一种较为简单的分析方法。     

混合电动车用MH/Ni电池组热效应仿真及应用研究

对MH/Ni电池组(结构A)的充电热效应进行了分析,采用FLUENT软件模拟的方法,研究了两种新型MH/Ni电池组结构(结构B和C)热管理的通风冷却效果.根据计算,分析了流动回流因素对温度场的影响,并提出了结构改进建议.热管理系统C型在电池组充放电试验中的结果表明:8 A充电时电池组内温度升高小于5℃,温度差异小于4℃,系统冷却效果良好.     

混合动力汽车镍氢电池组的充放电效率分析

以6.5 A·h/144 V60QNY6.5镍氢电池组为对象进行效率分析,搭建了混合动力汽车镍氢电池组综合性能实验台,进行了电池组充放电性能实验测试与数据分析;基于镍氢电池组性能实验结果,并考虑电池组环境温度,利用拟合技术得到了镍氢电池内阻与电动势的理论计算模型;结合电池与电机联合工作原理,提出了镍氢电池组效率的理论计算模型,为混合动力汽车系统控制策略的动态优化技术提供了理论基础.     

化学合成法制备锌镍电池负极材料锌酸钙

以摩尔比为1：2.02的Ca(OH)2和ZnO为原料,通过化学合成法制备锌酸钙.采用X射线衍射、热重分析、粒度分析、循环伏安以及模拟电池的充放电等方法,对制备的样品进行表征.研究结果表明:所制得锌酸钙样品的化学组成为Ca(OH)2·2Zn(OH)2·2H2O;样品的颗粒粒径分布均匀,平均粒径为23.18 μm;以该锌酸钙为负极活性物质的模拟锌镍电池具有很高的放电平台,达到1.686 V;制得的锌酸钙的实际比容量为195.8 mA·h/g,达到了理论比容量的56.4%.     

混合动力镍氢动力电池参数辨识

为实现电池SOC(State of Charge)的精确估计与提高电池模型的精确性,采用等效电路模型PNGV电池试验手册中的标准电池模型,基于辅助变量法和最小二乘法相融合的方法提出了混合动力镍氢动力电池在线参数辨识方法,并利用MATLB/SIMULINK建立电池模型.仿真分析结果显示,所建立的电池模型电压最大误差为4....