本文關(guān)鍵詞：鋰離子電池單體的再制造技術(shù)試驗(yàn)研究

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【摘要】：鋰離子電池具有質(zhì)量輕、比容量大、放電功率高、快充性能好和循環(huán)壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn),使其在電動(dòng)汽車(chē)、電動(dòng)工具、儲(chǔ)能裝置、航天航空、電子產(chǎn)品等領(lǐng)域得到廣泛地應(yīng)用。隨著人們環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)和自然資源的短缺,電動(dòng)汽車(chē)得到了飛速地發(fā)展,產(chǎn)生了大量的廢舊鋰離子電池,帶來(lái)了嚴(yán)重地二次污染和大量地資源和能源浪費(fèi)。近些年來(lái),再制造技術(shù)的興起,為解決這些問(wèn)題提供了全新的方案。因此,開(kāi)發(fā)新型環(huán)保、高效、節(jié)能的鋰離子電池再制造技術(shù)具有重要的研究?jī)r(jià)值和應(yīng)用價(jià)值。針對(duì)現(xiàn)有的鋰離子電池再制造方法中存在的再制造品質(zhì)控制難、環(huán)境污染嚴(yán)重、操作安全性差和成本過(guò)高等問(wèn)題,提出電池內(nèi)阻這個(gè)再制造時(shí)機(jī)指標(biāo),并提出一種基于脈沖激光清洗技術(shù)的鋰離子電池電極的再制造修復(fù)方案。通過(guò)建立鋰離子消耗量與固體電解質(zhì)(SEI)膜厚度的增長(zhǎng)模型,分析磷酸鐵鋰電池工作的三種狀態(tài)及各個(gè)狀態(tài)中電池容量衰減的主要原因,為尋找特定型號(hào)的鋰離子電池的再制造時(shí)機(jī)提供理論基礎(chǔ)。進(jìn)而,搭建電池充放電平臺(tái)來(lái)研究電池容量、電池內(nèi)阻和循環(huán)次數(shù)之間的關(guān)系,確定當(dāng)電池內(nèi)阻為初始內(nèi)阻的3.5-4倍為該型號(hào)電池的再制造時(shí)機(jī)。從脈沖激光與電極表面SEI膜的作用過(guò)程中存在的物理和化學(xué)現(xiàn)象出發(fā),建立了燒蝕效應(yīng)、熱力學(xué)效應(yīng)和光化學(xué)效應(yīng)的理論模型；通過(guò)單因素實(shí)驗(yàn),并應(yīng)用場(chǎng)發(fā)射顯微鏡、紅外光譜和電子探針進(jìn)行表面表征,確定了給定實(shí)驗(yàn)條件下電極再制造的合適脈沖激光能量密度為0.142J/mm2；基于理論分析了脈沖激光光斑間搭接率(γ1)與激光道間搭接率(γ2)對(duì)表面清洗潔凈度的影響,結(jié)合實(shí)驗(yàn)最終得出再制造的工藝參數(shù)為13.4%γ1≤20%、25%y2≤30%。此外,為了評(píng)估再制造后鋰離子電池的性能,定量地分析了再制造前后電極表面磷酸鐵鋰顆粒的粒度數(shù)；通過(guò)實(shí)驗(yàn)手段測(cè)得再制造前后微型單層電池的內(nèi)阻,測(cè)試了鋰離子電池再制造前后的電化學(xué)性能；最后,通過(guò)電極斷面SEM圖,從理論上預(yù)測(cè)了再制造電池的電池容量恢復(fù)率。實(shí)驗(yàn)表明,通過(guò)脈沖激光技術(shù)再制造的電池,電池容量能恢復(fù)到初始容量的95.28%,比傳統(tǒng)的化學(xué)方法電池容量恢復(fù)率高出近5個(gè)百分點(diǎn)。
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TM912

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 徐濱士;;再制造工程的現(xiàn)狀與前沿[J];材料熱處理學(xué)報(bào);2010年01期

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本文編號(hào)：1254923