原文传递
激光清洗锂离子电池电极片的理论与试验研究
| 论文题名： | 激光清洗锂离子电池电极片的理论与试验研究 |
| 关键词： | 电动汽车;废旧锂离子电池;电极片;脉冲激光清洗;电化学性能 |
| 摘要： | 锂离子电池因其能量密度大，自放电小，电压高等优点成为电动汽车的主导动力源，在电动汽车迅速发展的同时，产生了大量废旧锂离子电池，不仅会对环境产生严重的污染同时造成了资源和能源的严重浪费。怎样解决车用电池的废弃问题，延长废弃车用电池的使用寿命，降低土壤的再次污染，成了当务之急，而现有的废旧锂离子电池的回收利用技术存在着成本高回收率低等问题。再制造技术的兴起为废旧锂离子电池的处理带来了新的方向。因此对于环保高效的废旧电池再制造技术的研究有重要意义。现有的废旧锂离子电池的再制造技术均处于实验室的研究阶段，均存在操作安全性差，再制造产品质量难控以及成本过高等问题。针对以上问题，论文提出了高效环保的废旧电池的再制造技术—脉冲激光清洗。 介绍了激光清洗废旧电动汽车磷酸铁锂电池电极片过程中的烧蚀机制和振动机制原理，并建立了清洗过程中的双层热弹性振动的理论模型，推导出激光清洗过程中的温度分布及位移分布方程，并求出脉冲激光作用下电极片表面的SEI膜的脱离应力的表达式。 将废旧电池进行拆卸，利用光纤激光器进行了不同能量值的脉冲激光对电极片的清洗试验，并通过现代检测与表征手段包括扫描电镜、傅里叶红外光谱、X射线光电子能谱分析、X射线衍射，对清洗过后的电极片的表面形貌及元素成分进行分析，试验结果表明在当前试验条件下脉冲能量设为0.16mJ可取得相对优良的清洗效果。 利用Scanning Probe Image Processor软件分析了清洗后电极片表面的孔隙率的恢复，结果表明激光清洗后电极片表面的粒子间隙增大;对清洗过后电极片横断面所去除SEI膜厚度的分析计算出再制造电池容量恢复率高达98％。对再制造电极片组成的纽扣电池的充放电循环测试，试验数据表明再制造后的电池充放电效率优于报废电池。验证了再制造电池的电化学性能。 试验证明，成本低、操作简单、环保、高效的废旧电池激光清洗的再制造技术是可行的。 |
| 作者： | 刘丽红 |
| 专业： | 测试计量技术及仪器 |
| 导师： | 刘伟嵬 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连理工大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
检索历史
应用推荐
