锂离子动力电池发展现状及应用分析开题报告

 2020-02-10 11:02

1. 研究目的与意义(文献综述)

伴随着经济全球化进程和化石燃料的大量使用,环境污染和能源短缺的问题日渐突出。为了减少化石燃料使用过程的污染,发展风、光、电可持续再生能源及新型动力电池和高效储能系统,实现可再生能源的合理配置及电力调节,对于提高资源利用效率、解决能源危机和保护环境都具有重要战略意义。锂离子电池具有比能量高、低自放电、循环性能好、无记忆效应和绿色环保等优点,是目前最具发展前景的高效二次电池和发展最快的化学储能电源[1]

在锂离子电池商业化之前,上世纪70年代在埃克森工作的,而现在在宾汉顿大学工作的m.s.whittingham最早提出锂离子电池。他采用硫化钛作为正极材料,金属锂作为负极材料,制成首个锂离子电池[2]。到1989年,a.manthiram和古迪纳夫发现采用聚电解质(例如,硫酸盐)的正极将产生更高的电压,原因是聚电解质的电磁感应效应[3]。随后锂离子电池进入商业化时代:1991年–索尼公司和旭化成公司发布首个商用锂离子电池。之后,锂离子电池革新了消费电子产品的面貌。2015年–特斯拉汽车公司推出的tesla powerwall和powerpack电池,分别用于住宅和商业用途。

我国是在80年代初期开始进行锂离子电池的开发研制工作的,1995年的年产量大约为3100万只,进入2001年以后,随着深圳比亚迪、比克、邦凯、天津力神等锂离子电池企业的迅速崛起,我国的锂电池产业开始进入快速成长阶段2004年达到8亿只,在全球市场的份额猛增长38%,仅次于日本。在其后的几年间,我国的锂离子电池全球份额稳定在30%左右。经过十几年的飞速发展,2011年中国锂离子电池的年产量已达到近23亿只,产量在16年间增长了70倍[4]

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2. 研究的基本内容与方案

2.1研究内容

本文主要完成锂离子动力电池的发展现状及应用调研,通过查阅相关资料和文献,了解锂离子动力电池的结构和工作原理,运用建模软件建立锂离子动力电池仿真模型,利用模拟软件对单电池进行模拟仿真,根据仿真结果分析锂离子电池的优缺点等。

2.2研究目标

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3. 研究计划与安排

(1)查阅相关文献资料,明确研究内容,了解研究所需技术方案及措施。确定方案,完成英文翻译和开题报告; (第1周-第3周)

(2)查找并阅读文献,总结归纳国内外锂离子电池的发展现状及应用,针对锂离子电池,详细分析其结构及工作原理; (第4周-第5周)

(3)学习建模仿真软件; (第6周-第8周)

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4. 参考文献(12篇以上)

[1]闫金定.锂离子电池发展现状及其前景分析[j].航空学报,2014,35(10),2767-2775.

[2]m. s. whittingham. electrical energy storage and intercalation chemistry[j]. science (new york, n.y.) , 1976-06-11,192 (4244): 1126–1127.

[3]manthiram, a.; goodenough, j.b. lithium insertion into fe2(so4)3 frameworks[j]. journal of power sources (elsevier bv) , 1989, 26 (3-4): 403–408.

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