电动自行车用锂离子蓄电池安全性能研究-化学工程专业论文.docxVIP

Classified Index: TM912.9 U.D.C: 621.355 Dissertation for the Master Degree in Engineering SAFETY PERFORMANCE OF LITHIUM ION BATTERIES FOR ELECTRIC BIKES Candidate: Supervisor: Academic Degree Applied for: Speciality: Affiliation: Data of Oral Examination: Degree-Conferring-Institution: Miao DongMei Assoc. Prof. Cheng XinQun Master of Engineering Chemical Engineering Harbin Coslight Power Co.,Ltd June, 2009 Harbin Institute of Technology 哈尔滨工业大学工程硕士学位论文 哈尔滨工业大学工程硕士学位论文 I I 要 近年来，锂离子电池作为电动自行车的动力电源备受关注，然而动力锂离 子电池的安全性能又是一个需要不断研究的课题，而且随着使用量的增大，其 要求达到的安全性指标也就愈高。本研究采用 X 射线衍射（XRD）和扫描电子 显微镜（SEM）测试方法，结合电化学性能测试以及安全测试来研究电动自行 车用锂离子动力电池的安全性能。 设计和研究一种电动自行车用锂离子蓄电池安全装置，通过试验的方法确 认 0.4MPa±0.05MPa是适合锂离子动力电池的开阀压力。正常的安全阀压力不 影响电池的充放电性能和循环性能，开阀压力对磷酸铁锂（LiFePO4 ）的结构不 产生影响。当电池过充或出现异常时，电池鼓胀较大，设计的安全阀就会开阀 泄压，保证电池的安全。 电动自行车用锂离子蓄电池的正极材料为LiFePO4 ，LiFePO4 的低温特使电 池的低温性能较差，低温充电影响电池的安全性。电池在低温情况下，LiFePO4 电池充放电循环容量衰减较大，容量损失较多，经低温后的电池恢复室温时可 放出全部容量；低温充电金属锂会沉积在电极表面上，增大了电池的安全隐患； 使用专用于LiFePO4 电池的低温电解液可以改善电池的低温性能，也可以提高电 池的安全性能。 过充后电池外观鼓胀明显，存在爆炸隐患。相比之下，大电流、高电压过 充对电池的影响最大，电池存在的安全隐患也最多；过充会使不可逆容量损失 增加，影响电池的性能；过充还会破坏电池的负极，并在负极增加一些含锂沉 淀物，给电池带来安全隐患；LiFePO4 电池过充后，会有几种物相共存，但不 会影响电池的安全性。 关键词：锂离子蓄电池；安全性；安全装置；低温性能；过充电 II II Abstract In recent years, lithium ion battery is regarded to be green as the power of electric vehicles, are increasingly becoming the centre of attention. However, its safety performance remains a subject that requires constant research. Along with the increase of use ,its safety standard is more and more demanding. The lithium ion batteries used in electric vehicle are studied in this paper with the methods of XRD(X-ray Diffraction) and SEM (scanning electron microscope) in combination with the electrochemical tests and safety test. The safety device pressure of lithium ion battery used in electric vehicle identifies 0.4MPa±0.05MPa as the venting release pressure suitable for lithium ion power battery. The normal pressure of venting release does not affect the charge and disc