无人机用锂离子蓄电池组性能测试与分析

对高空无人机用钴酸锂体系高比能量锂离子蓄电池的性能进行了测试。给出了电极材料性能、单体性能和2并5串蓄电池组的性能测试结果。试验结果表明:单体电池有较好的高低温性能、倍率性能和安全性能,蓄电池组的放电性能满足无人机动力系统使用的要求。     

基于多尺度的空间锂离子蓄电池单体电-热耦合模型

针对高比能兼顾高功率的锂离子电池,高电极载量、高压实、低电导等特性会显著增加电池大倍率放电的产热和内部温差,传统的热试验方法无法获取电池内部温度分布。将传统热试验与仿真相结合,以能量功率兼顾型空间锂离子蓄电池单体为研究对象,建立了一维电化学与三维热双向耦合模型,获取了电池在绝热环境下不同倍率放电的电压、温度和发热功率变化,仿真结果与实验值吻合度高,分析得到单体电池大倍率放电的本征热安全区间为0～75%放电深度(DOD)。同时,计算发现随着放电倍率的增加,放电结束时电池温度最高区域由电芯内部中心位置逐渐变成正极极柱,最大温差逐渐增大,3 C时达到0.82℃。假设增加底面恒温散热,3 C放电结束的最大温差高达11.18℃。本文建立的模型不仅适用于空间锂离子蓄电池单体的研发,还适用于电池组的热仿真设计。     

锂系热电池技术的发展

介绍适用于导弹的锂系热电池的当前状况及其发展前景。讨论各种锂合金电极的技术性能。对Li(Al/FeS_2和Li(Al)/LVO两种热电池放电特性作了比较。     

太阳电池阵EM板热真空试验电路故障测试技术

太阳电池阵EM板热真空试验是考核太阳电池板适应热真空环境能力的关键试验。试验中需要对电池阵的电路进行多循环长期检测。文章中采用对EM板输出负载电压进行实时高频（≥10Hz）采集,同时对每个循环、每天的测试数据进行对比的测试方法检测电池电路的短路和开路故障。某航天器太阳电池阵EM板热真空试验采用此测试方法及时发现了电池电路异常,并在对问题工艺进行改进后重新投产;新产品通过了第二次热真空试验的考核,且在轨工作正常,证明了该测试方法的有效性。     

等效位移损伤剂量法预测GaInP2/GaAs/Ge 三结电池在轨性能退化规律

文章首先在辐照条件下测试GaInP2/GaAs/Ge三结太阳电池的光谱响应,确定了三结电池在轨道带电粒子辐照条件下的损伤特征。通过试验获得了在不同粒子辐照条件下电池电性能退化规律,由此确定了高能电子与质子辐照对三结电池损伤的等效参数,建立了三结电池最大输出功率随位移损伤剂量的退化方程。在此基础上,以地球同步轨道服役的太阳电池为例,计算了电池在轨等效位移损伤剂量,并对三结电池的在轨服役行为进行了评价。     

锂离子电池快速寿命评价技术与方法

随着锂离子电池寿命特性的提升，以及电力储能、电动汽车和航空航天等应用领域对长期运行可靠性的需求，迫切需要在较短时间内完成锂离子电池的高精度全周期寿命评价。近年来，针对锂离子电池剩余寿命的研究较多，但对以锂离子电池寿命特性验证与鉴定为目的的快速寿命评价技术和方法缺乏系统梳理。本文分析了锂离子电池寿命评价的快速、高精度、强适用性等特点，归纳了锂离子电池寿命预测的通用技术和加速寿命试验设计流程，总结了4种可操作性强的快速寿命评价方法实例，为锂离子电池设计、制造和应用提供参考和借鉴。     

小型SAR卫星用双高特性锂离子电池技术

小型合成孔径雷达(SAR)卫星对储能电池系统提出了轻量化、大功率的要求,现有的SAR卫星用电池难以满足需求,急需开发高能量高功率的锂离子电池。采用兼具容量和功率性能的镍钴铝酸锂(LiNixCoyMnzO2, NCA)作为正极活性材料,高容量中间相炭微球(MCMB)作为负极活性材料,显著提升了电池体系的容量和比能量。通过设计极片的活性物质载量和电解液用量,保证了电池功率性能(≥10 C)的发挥;通过加大电极片面积和极柱尺寸,控制了大倍率放电时电池温升。研制了兼顾高比能和高功率的锂离子电池单体,额定容量20 Ah,1 C放电比能量达到180 Wh.kg^-1,且10 C放电容量相较1 C保持率96.24%,15 C下持续放电比功率超过2 000 W.kg^-1,可以满足下一代轻小型SAR卫星能源供电需求。     

矩形镉镍电池材料的耐腐蚀性研究

参照美军军标对矩形镉镍电池常用的多种材料的耐腐蚀性进行了试验研究，结果对于同类电池的设计有一定的指导意义。     

镉镍电池大电流充电切换和终止标志的确定

对镉镍电池大电流充电进行试验研究．在忽略电池内部温度、压力等因素条件下，对２５Ａｈ镉镍电池用电池充电电压参数控制１．５Ｃ／０．４Ｃ充电电流的切换以及终止充电的过程进行分析和讨论。     

镉镍电池大功率工作特性研究

介绍对镉镍电池大电流充放电的试验过程，并对试验结果进行分析。结果表明充电倍率增大时，电池充电电压增量增大，充电效率降低，而内阻压降增大。     

电控固体推进剂点火技术研究

采用一种层状电极式点火装置,分别研究了电极材料、电极形状和电极极性对电控固体推进剂点火过程的影响。试验结果表明,电极材料、推进剂端面电流密度和电极极性是影响电控固体推进剂点火过程的重要因素,当推进剂两端面电流密度相同时,采用不同材料的电极优先点火顺序依次为钛、铝、石墨、铜。当两端电极材料相同时,ESP始终在电流密度较大的一端点火,且电流密度越大,点火效果越好,临界点火电压越低;当两电极与药柱端面的接触面积比为1∶1和0.64∶1时,ESP优先在正极端点火;但当两电极与药柱端面的接触面积比为0.16∶1时,ESP在电流密度较大的一端点火。电控固体推进剂能通过电压控制实现多次点火、熄火循环。     

三结太阳电池高能电子损伤模拟及仿真分析

利用wx AMPS软件构建了高效Ga In P/Ga As/Ge太阳电池的中电池模型,并对电池抗辐照性能进行模拟研究。模拟发现,当辐照缺陷密度较小时,缺陷对中电池的电性能影响较小;当缺陷密度较大时,电性能的下降与电子注量值的对数成正比。计算电池的I-V和量子效率谱(QE曲线)可知,电池电性能的下降直接对应于量子效率的下降、饱和暗电流的增强以及并联电阻的衰降。模拟结果与试验结果的对比显示,在各子电池均匀损伤的假定下,1 Me V电子辐照的缺陷引入率约为0.81。     

高效四结砷化镓太阳电池设计与在轨性能分析

对一种新型反向生长工艺四结砷化镓太阳电池(IMM四结电池)开展了设计和在轨性能试验分析。该电池所用半导体材料的禁带宽度分别为1.9、1.4、1.0、0.7 eV,材料特性的变化改善了4个P-N结与AM0太阳光谱的匹配关系。文章介绍了该电池在提高光电转换效率方面的结构和工艺设计,通过实施在轨真实应用环境试验,全面系统获取四结砷化镓太阳电池在轨运行期间的遥测数据并进行分析处理,结果显示电池开路电压3.321 V,短路电流密度15.76 mA/cm2,实际在轨转换效率在34.44%～34.79%之间,各项关键性能指标相较于三结砷化镓太阳电池有大幅度提高。     

电火花加工微小孔的工艺研究

介绍了微细电火花技术中的线电极磨削法,分析了工具电极的离线安装误差,并通过电火花加工钛合金材料上小孔的工艺试验,掌握了脉冲电源参数对小孔质量的影响情况,为微细电火花技术在航天领域的应用做了探索性的研究。     

废水中氟离子的测定和处理

由氟化镧单晶片制成的氟离子选择电极和饱和甘汞电极组合,插入被灌溶液中,构成电化学电池。其电极电位与溶液中氟离子活度的对数成线性关系。通过简单的电位测量就可以直接测定潜液中氟离子的含量。废水中可与氟离子形成络合物的铁和铝离子干扰测定,其它常见离子无影响,加入总离子强度缓冲液,可以消除废水中干扰离子的影响。每次测定带标准曲线,可减少系统误差。废水经石灰石、氯化钙、调节酸度处理后,经测定,达到治理要求。     

板栅合金研究

本文通过查阅国内外几十种板栅合金配方,结合笔者的工作经验,在经过多次试验分析论证的基础上,找出了降低蓄电池水损耗的可行办法.采用本试验合金铸板,延长电池的使用寿命,达到了免维护电池的要求,每年可为生产企业增加可观的经济效益.     

航天燃料电池系统——4001电池组

本文简单地介绍了一种航天氢氧-石棉膜燃料电池系统——4001电池组。 该电池组是由三十二个单体电池串联组成的。电池的阳极是滚压的炭电极,少量的铂钯作催化剂,阴极是滚压的银汞电极,氢氧化钾被吸收在特制的石棉膜中。 电池组采用圆形钢制的集流板和“O”型密封结构。动态法排水排热和随动式温度控制,直接加热氢气法和自身加热法可以使电池组随时启动和停车。氧气供给系统采用塔式流程,可以提高电池组电性能的均匀性。 电池组在下列工作条件下——工作压力是2.0±0.15公斤/厘米~2[表压],工作温度是87°—57℃,工作电压是28±2伏,变载输出功率是300—500瓦,可连续工作500小时以上。电池组可以进行多次启动继续工作。 目前该电池组正在进一步改进和提高。     

电化学浸渍镍电极的试验研究

叙述了多孔镍电极电浸渍最佳条件选择的试验研究；介绍了电化学浸渍 镍电极新工艺，并与国外电浸渍工艺进行了比较。     

锂系热电池电化学体系性能比较

对不同电解质和正负极材料的锂系热电池电化学体系性能进行了比较。研究发现:三元全锂电解质(LiF-LiCl-LiBr)因离子电导率高,在工作温度超过450℃时放电性能明显优于其他电解质;CoS2内阻低,放电电压精度和实际利用率均优于FeS2;LiB合金理论电容量高、电极电位低,利用率可大于90%,远高于LiSi合金。     

板栅合金研究

本文通过查阅国内外几十种板栅合金配方，结合笔者的工作经验，在经过多次试验分析论证的基础上，找出了降低蓄电池水损耗的可行办法。采用本试验合金铸板，延长电池的使用寿命，达到了免维护电池的要求，每年可为生产企业增加可观的经济效益。