飛機上的鋰電池一般都會經(jīng)歷高空低溫環(huán)境,然而目前關于鋰電池的研究還未關注到低溫內(nèi)部特性。因此,有必要了解低溫環(huán)境下鋰電池充放電過程的內(nèi)部溫度和熱應變產(chǎn)生規(guī)律以及機理。本實驗搭建了低溫鋰電池高倍率充放電平臺,在此基礎上開展了常溫和低溫環(huán)境高倍率充放電實驗。本實驗針對軟包鋰電池的特殊結(jié)構(gòu),設計了埋入式傳感器鋰電池,可以實時準確的采集鋰電池使用過程中的內(nèi)部狀態(tài)參數(shù),減少實驗誤差,確保數(shù)據(jù)的準確性。實驗在低溫實驗艙中進行,分別在常溫(25℃)和低溫(10℃、0℃、-10℃、-20℃)環(huán)境下開展高倍率(1C、2C、3C)充放電實驗。從鋰電池充放電時間、充放電容量、內(nèi)部最大溫度、內(nèi)部最大應變、電化學反應等幾個方面研究低溫環(huán)境下鋰電池內(nèi)部狀態(tài)的變化規(guī)律。實驗結(jié)果表明,磷酸鐵鋰電池的充放電時間和容量隨著環(huán)境溫度的降低而減少,內(nèi)部溫度和內(nèi)部應變隨環(huán)境溫度的減少而增加,并且當環(huán)境溫度每下降約10℃,充放電時間也相應減少約10%。在25℃、10℃和0℃溫度下,電池表現(xiàn)出平坦而長的電壓平臺,但當溫度為-10℃、-20℃時,充放電初期電壓會出現(xiàn)反彈現(xiàn)象。本論文通過理論計算對實驗結(jié)果進行驗證,參考前人關于鋰電池溫度...

【文章頁數(shù)】：76 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 引言
        1.1.1 鋰離子電池概述
        1.1.2 鋰離子電池工作原理
    1.2 飛機用鋰電池發(fā)展概述
        1.2.1 飛機用鋰電池發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.2 航空鋰電池事故
        1.2.3 航空鋰電池適航標準
    1.3 鋰電池低溫熱應變研究綜述
        1.3.1 鋰電池低溫充放電分析
        1.3.2 鋰電池熱應力分布研究
        1.3.3 應變對電池材料的影響
    1.4 本文的研究工作
第2章 實驗平臺與試驗方案
    2.1 鋰電池低溫充放電實驗平臺設計
        2.1.1 低溫實驗艙
        2.1.2 鋰電池充放電循環(huán)系統(tǒng)
        2.1.3 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)
    2.2 埋入式傳感器鋰電池制作
    2.3 實驗方案
        2.3.1低溫高倍率充放電實驗
    2.4 本章小結(jié)
第3章 多梯度低溫環(huán)境對鋰電池內(nèi)部特性的影響
    3.1 實驗研究
        3.1.1 溫度變化范圍確定
        3.1.2 低溫充放電實驗設計
        3.1.3 低溫充放電測試方案
    3.2 結(jié)果與討論
        3.2.1 低溫充放電時間分析
        3.2.2 鋰電池充放電電壓曲線分析
        3.2.3 鋰電池內(nèi)部溫度變化分析
        3.2.4 鋰電池內(nèi)部應變規(guī)律分析
    3.3 本章小結(jié)
第4章 變充放電倍率對鋰電池內(nèi)部特性的影響
    4.1 實驗研究
        4.1.1 充放電倍率選取
        4.1.2 變倍率充放電實驗設計
        4.1.3 變倍率充放電測試方案
    4.2 結(jié)果與討論
        4.2.1 鋰電池內(nèi)部溫度變化
        4.2.2 鋰電池內(nèi)部應變規(guī)律
        4.2.3 變倍率充放電下溫度-應變規(guī)律
    4.3 本章小結(jié)
第5章 鋰電池溫度場和熱應力場分析
    5.1 鋰電池參數(shù)計算
        5.1.1 導熱系數(shù)計算
        5.1.2 比熱容計算
        5.1.3 生熱速率計算
        5.1.4 楊氏模量及泊松比計算
        5.1.5 熱膨脹系數(shù)計算
    5.2 鋰電池溫度場和熱應力場解析
        5.2.1 鋰電池溫度場解析
        5.2.2 鋰電池熱應力場解析
    5.3 本章小結(jié)
第6章 結(jié)論與展望
    6.1 核心內(nèi)容和結(jié)論
    6.2 創(chuàng)新點
    6.3 研究展望
參考文獻
附錄A 鋰離子電池各組成材料參數(shù)
攻讀碩士學位期間取得的學術成果
致謝



本文編號：4040256