小衛(wèi)星用鋰離子電池結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及性能研究.pdf

1、鋰離子電池除工作電壓高、循環(huán)壽命長、比能量高及使用溫度范圍寬外，還具有體積小、質(zhì)量輕、可快速充放電、無記憶效應(yīng)和環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)，不但滿足了小衛(wèi)星對電源系統(tǒng)越來越高的要求，同時也達(dá)到了提高有效載荷、減輕衛(wèi)星發(fā)射質(zhì)量的目的，從而可以產(chǎn)生明顯的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益，是21世紀(jì)發(fā)展的理想能源。 本文對航天用鋰離子電池及性能進(jìn)行了研究，主要包括電池的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、充放電性能、安全性能、一致性及循環(huán)性能的研究，此外還模擬低軌道地球衛(wèi)星進(jìn)行了循環(huán)壽命實(shí)驗(yàn)

2、及環(huán)境模擬實(shí)驗(yàn)。 通過對電池充放電性能及倍率性能的評估，最終選擇A廠家提供的正極材料LiCoO<,2>，并根據(jù)該材料的特性和電池參數(shù)設(shè)計(jì)出電池結(jié)構(gòu)、外殼及密封件，最終完成電池的制備。設(shè)計(jì)出的電池2C倍率放電的容量保持率為98％；在-10℃、-20℃及-30℃下的放電容量分別為初始容量的97.1％、91.7％及83.3％：在100％；放電深度時比能量達(dá)到150Wh/kg：電池以0.5C倍率做循環(huán)壽命實(shí)驗(yàn)，940次循環(huán)后電池容量仍為

3、初始容量的86.6％，電池表現(xiàn)出良好的充放電性能。 電池的過充電壓只能達(dá)到5.6V，其過充電性能需進(jìn)一步改進(jìn)，而電池順利通過熱沖擊測試、重物沖擊測試及過放電測試，均沒有起火或爆炸。電池一致性評估結(jié)果表明：在整個充放電過程中，電池電壓變化幅度均很小，誤差在±0.018V之間，表現(xiàn)出良好的一致性；電池內(nèi)阻較小，但其一致性有待進(jìn)一步提高。 用于低軌道地球衛(wèi)星的單體電池地面模擬實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：25％DOD時循環(huán)次數(shù)超過22080周