Impact Responses of Prismatic Lithium-Ion Battery Based on the Membrane Factor Method北大核心CSCD

Aimed at the internal short circuit problem due to large deformation of the prismatic lithium-ion battery cell under impact loadings, a simplified battery model was first established. Then the motion equations of velocity and displacement based on the membrane factor method were proposed. With the effects of the face-sheet thickness and the densification region on the normalized final deflection, impact response characteristics of prismatic battery cells were investigated in detail. The results show that, the improved motion equations involving the membrane factor can reflect the dynamic response mechanisms of the prismatic battery cell under impact loadings, and the large deflection under high-speed impact can be predicted. With the increase of the face-sheet thickness, the deflection of the battery cell’s lower part decreases obviously. However, the densification region expands with the face-sheet thickness. The deflection and the densification region of the cell’s lower part both increase with the inner core density of the battery. This proposed impact model provides a theoretical guidance for the multi-functional integrated dynamic design of prismatic battery cells. © 2022 Editorial Office of Applied Mathematics and Mechanics. All rights reserved.     

层状LiMnO2的固相合成及电化学性能

以Mn₂O₃和氢氧化锂为原料，通过焙烧合成出o-LiMnO₂。用X射线衍射和扫描电镜对不同温度下合成的粉末样品进行了表征，并研究了材料的电化学性能。通过对不同温度条件下烧结样品的晶胞参数、布拉格(110)晶面峰半高宽及电化学性能研究发现：600 ℃下合成样品的半高宽最大，堆垛层错率高，同时电化学性能也最好，首次放电容量达到156 mAh·g^-1，20次循环后仍保持在140 mAh·g^-1以上。中高温固相合成的o-LiMnO₂材料，在晶粒范围大小相近时，材料电化学性能与材料堆垛层错率相关。     

锂离子电池负极合金CoSn和Cu-Sn的制备与表征

CoSn alloy and Cu-Sn samples were synthesized by H₂-reduction following solid-state reaction between Co(Ⅱ)， Cu(Ⅱ)， Sn(Ⅳ) and NaOH at ambient temperature. The samples were characterized by XRD， SEM. The results showed that CoSn alloy (80～200nm) is globe-shaped， ultrafine hexagonal material， and Cu-Sn alloy powder consists of two phases， i.e. Cu₆Sn₅ and Cu₃Sn. Cu-Sn powder has spherical morphology and the particle size is estimated to be 60～70nm. The electrochemical performances of CoSn alloy and Cu-Sn powder were studied using lithium-ions model cell Li/LiPF₆ (EC+DMC)/CoSn (or Cu-Sn). It was demonstrated the reversible discharge capacities for 10 cycles keep above 280mAh·g^-1 for nanophase Cu-Sn， and 60mAh·g^-1 for CoSn alloy. Differ-ential capacity plots showed that the reaction mechanisms of Cu-Sn with lithium were reversible.     

Y掺杂对氢氧化镍电极高温性能的影响

合成了内掺稀土元素Y的β-Ni(OH)2和α-Ni(OH)2材料, 并通过XRD、TEM、CV 和充放电测试等方法研究了Y元素对这两种晶型活性材料的结构、形貌以及高温电化学性能方面的影响, 发现Y元素可显著提高β-Ni(OH)2和α-Ni(OH)2材料的高温性能, 且作用机理相同, 均是通过提高析氧过电位来改善镍电极的高温充电效率. 但是α-Ni(OH)2在高温下的相稳定性仍有待提高.     

一种新型锂离子电池用聚合物电解质复合膜的制备和性能表征

阐述了一种新型锂离子电池用PVDF-HFP(聚偏氟乙烯-六氟丙烯聚合物树脂)基聚合物电解质复合膜的制备过程. 对复合膜中使用的无机TiO2纳米颗粒进行固体超强酸化处理, 并进行颗粒表面酸强度H0测试、XRD晶体结构分析以及复合膜的电解液吸附率测试和电化学阻抗谱测试. 采用PE无纺布支撑体作为增强材料, 以浸涂方法制备复合膜,并进一步组装为锂离子电池, 性能测试表明该电池具有良好的电化学性能.     

纳米级锰酸锂阴极材料的制备及其电化学性能研究

1．引言 锰酸锂阴极材料具有制备工艺简单、价格低廉、环保、安全性能较好等优点，已被国内大多数锂离子电池制造企业作为手机电池的阴极材料。但锰酸锂在高倍率电池中的研究和应用还较少，其原因之一是因为常用的高温固相法合成的锰酸锂产品粒径较大，在几个微米左右，锂离子在其颗粒内部嵌入脱嵌时迁移路径较长，导致其大倍率充，放电性能不佳。     

MnO2上氧气第一个电子转移步骤的从头计算研究

采用裸露簇和嵌入簇模型, 对β-MnO₂ (001), (110), (111)三个晶面以及O₂在(110)晶面的单址吸附模式(Pauling和Griffths模式), 进行从头计算. 从β-MnO₂ (001), (110), (111)三个晶面的电子结构差异以及O₂在(110)晶面吸附的吸附能、几何结构、集居数以及净电荷数分析得到: (001), (110), (111)三个晶面中(110)晶面的催化活性最高, 其活性顺序为(110)＞(111)＞(001). 氧气在(110)晶面的吸附, Pauling和Griffths两种吸附模式均存在, 属于化学吸附中的离子吸附. 氧气与MnO₂固体间发生了单电子转移, 氧气得到电子被还原成O₂^-, 转移电子属于整个体系, 具有离域性.     

稀土聚乙炔电池及其电化学

聚乙炔作为合成的有机金属具有极大的应用潜力。MacDiarmid等发现可用电化学方法对聚乙炔进行可逆掺杂,使其电导率达到金属的水平,而且聚乙炔本身具有一个由微纤维组成的网状结构,有很大的表面积(～60m~2/g),因此适合于作二次电池的电极。人们已在实验室制备了各种类型的聚乙炔电池,它们具有重量轻、能量密度高、功率密度大、可充电等特点,因而具有研究价值。沈之荃等曾应用稀土配合催化剂合成了高含量顺式的、热稳定性较高的和抗氧化稳定性的聚乙炔。本文报道稀土聚乙炔电池及其电化学的研究工作。结果表明:稀土聚乙炔电池的开路电压可达3.5V,短路电流达10mA,平均功率密度达160W/kg,具有进一步开发研究的前景。     

高铁酸盐的电合成及其作为电极材料的电化学性质研究进展

综述了近几年来在高铁酸盐电合成及其作为电池材料的电化学性质研究方面的进展，介绍了各类不同的铁阳极在碱性电解质溶液中电解氧化为高铁酸盐的电流效率，并对在直流电上叠加正弦式交流电的电化学过程进行了讨论。高铁酸盐作为电池的阴极材料能形成高性能的超级铁电池。参考文献32篇。     

锂离子筛的制备及其交换性能研究

用浓度为0.5mol/L的盐酸对高温固相合成的前体LiMn2O4进行酸洗脱锂,制得锂离子筛HMn2O4,并在不同pH值和温度下进行了Li 交换性能的研究,同时运用XRD和TEM进行了相应表征。结果表明,锂离子筛吸附交换前后晶体结构只发生了细微变化,但都仍为尖晶石型结构;交换反应在前10min速率最快,约20min就趋于平衡;Li 交换总量随pH值增大而升高,其中pH=7时交换容量为18.5526mg/g;Li 交换量和交换选择性随温度的升高而显著增强。