储能科学与技术

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1. 2021年中国储能技术研究进展

陈海生, 李泓, 马文涛, 徐玉杰, 王志峰, 陈满, 胡东旭, 李先锋, 唐西胜, 胡勇胜, 马衍伟, 蒋凯, 钱昊, 王青松, 王亮, 张新敬, 王星, 徐德厚, 周学志, 刘为, 吴贤章, 汪东林, 和庆钢, 马紫峰, 陆雅翔, 张雪松, 李泉, 索鎏敏, 郭欢, 俞振华, 梅文昕, 秦鹏

储能科学与技术 2022, 11 (3): 1052-1076. DOI: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2022.0105

摘要（2392）

HTML （425）

PDF（pc）（1662KB）（4418）

本文对2021年度中国储能技术的研究进展进行了综述。通过对基础研究、关键技术和集成示范三方面的回顾和分析，总结得出了2021年中国储能技术领域的主要技术进展，包括抽水蓄能、压缩空气储能、飞轮储能、铅蓄电池、锂离子电池、液流电池、钠离子电池、超级电容器、新型储能技术、集成技术和消防安全技术等。研究结果表明，中国储能技术在基础研究、关键技术和集成示范方面均取得了重要进展，中国已经成为世界储能技术基础研究最活跃的国家，也已成为世界储能技术研发和示范的主要核心国家之一。

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2. 钠离子电池储能技术及经济性分析

张平, 康利斌, 王明菊, 赵广, 罗振华, 唐堃, 陆雅翔, 胡勇胜

储能科学与技术 2022, 11 (6): 1892-1901. DOI: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2022.0066

摘要（2117）

HTML （292）

PDF（pc）（3612KB）（2238）

储能技术是构建能源互联网的关键支撑技术，是保障电网稳定运行、优化能量传输、消纳清洁能源、改善电能质量等的重要手段。电化学储能具备地理位置限制小、建设周期短等优势，是主流储能方式之一。目前，在电化学储能中发展最为成熟的是锂离子电池技术，但随着电动汽车普及和大规模储能应用，锂离子电池或将面临锂资源紧缺的问题。钠离子电池由于资源丰富、成本低廉、能量转换效率高、循环寿命长、维护费用低等优势，已成为目前储能技术的研究热点。本文对钠离子电池储能技术的可行性和经济性进行了分析，与当前主流储能技术进行了对比，从度电成本这一经济性角度分析了钠离子电池在大规模储能领域的优势，简要介绍了钠离子电池的应用场景及1 MW·h钠离子电池储能示范案例，并在此基础上给出了钠离子电池应用于储能电站的一些思考和建议。

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3. 液流电池储能技术研究进展

袁治章, 刘宗浩, 李先锋

储能科学与技术 2022, 11 (9): 2944-2958. DOI: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2022.0295

摘要（1362）

HTML （176）

PDF（pc）（6518KB）（1830）

储能技术是构建以新能源为主体的新型电力系统，实现双碳目标的关键支撑技术。液流电池储能技术具有安全可靠、寿命长、环境友好等优势，成为规模储能的首选技术之一。本文通过对传统液流电池储能技术包括铁铬液流电池储能技术、全钒液流电池储能技术、锌溴液流电池储能技术和液流电池新体系包括基于溴基氧化还原电对的液流电池新体系、醌基液流电池体系、吩嗪基液流电池体系、TEMPO类液流电池体系、紫精类液流电池体系的研究进展进行探讨，综述了各类液流电池储能技术的发展历程及其技术成熟度，着重介绍了各类液流电池储能技术的特点和进一步发展所面临的关键科学问题，重点分析了不同种类的液流电池储能技术实用化进程中的关键技术瓶颈。通过总结分析国内外液流电池储能技术的发展态势，对液流电池储能技术未来发展方向进行了展望。

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4. 锂离子电池用无溶剂干法电极的制备及其性能研究

郭德超, 郭义敏, 张啟文, 慈祥云, 何凤荣

储能科学与技术 2021, 10 (4): 1311-1316. DOI: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2021.0081

摘要（2248）

HTML （224）

PDF（pc）（8135KB）（1735）

采用无溶剂电极制备技术成功制备了锂离子电池用LiNi_0.8Co_0.1Mn_0.1O₂干法电极片，采用扫描电子显微镜(SEM)和X射线能谱仪(EDS)对干法电极片的形貌和元素分布进行了分析测试，通过倍率充放电、交流阻抗、循环充放电等测试手段研究了干法电极片的电化学性能。结果表明：纤维状PTFE广泛地分布在LiNi_0.8Co_0.1Mn_0.1O₂活性物质颗粒的周围，在干法电极内部形成了一个致密、完整、柔性的网状黏结剂结构；电极循环500圈后，容量保持率为94.89%，循环性能明显优于传统的湿法涂布电极。500圈循环后的电极片内部仍保持着稳定的网状黏结剂结构，LiNi_0.8Co_0.1Mn_0.1O₂活性物质颗粒表面的裂隙显著少于湿法涂布电极，表明由PTFE纤维构成的三维网络结构能够有效地改善电极片的抗劣化性能。由于干法电极技术在制备过程中不使用任何溶剂，有减少原材料、降低能耗、环境友好的优点，且该技术支持制备厚电极进而能够提高锂离子电池的能量密度，具有较强的实际应用价值。

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5. 高镍三元层状锂离子电池正极材料：研究进展、挑战及改善策略

栗志展, 秦金磊, 梁嘉宁, 李峥嵘, 王瑞, 王得丽

储能科学与技术 2022, 11 (9): 2900-2920. DOI: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2021.0595

摘要（1586）

HTML （255）

PDF（pc）（22577KB）（1715）

随着锂离子电池在新能源汽车领域应用逐步扩大，续航里程成为制约新能源汽车发展的关键因素，提高锂离子电池的能量密度是解决续航焦虑的有效途径，高镍三元层状材料具有比容量高、成本低及安全性相对较好等优点，被认为是最具前景的高比能锂离子电池正极材料之一。然而，随着三元层状材料中镍含量提高，其循环稳定性和热稳定性显著下降。本工作回顾了锂离子电池正极材料的发展历程，分析了三元层状材料向高镍方向发展的必要性；基于高镍三元层状正极材料的研究现状对当前高镍三元层状材料存在的挑战进行了总结，从阳离子混排、结构退化、微裂纹、表面副反应、热稳定性多个方面综合分析了材料的失效机制；针对高镍三元层状材料存在的问题，综述了表面涂层、元素掺杂、单晶结构以及浓度梯度设计等方面的改性策略，重点探讨了各种改善策略的研究进展以及对高镍三元层状材料电化学性能的影响机理；最后归纳了上述改善策略的特点，基于单一改善策略的优势和不同改善策略的耦合效应，展望了高镍三元层状材料改善策略的发展方向，并提出了多重改善策略协同应用的可行性方案。

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6. 废旧磷酸铁锂动力电池回收利用研究进展

周伟, 符冬菊, 刘伟峰, 陈建军, 胡照, 曾燮榕

储能科学与技术 2022, 11 (6): 1854-1864. DOI: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2022.0201

摘要（1175）

HTML （125）

PDF（pc）（4278KB）（1682）

本文结合近几年国内外废旧磷酸铁锂动力电池回收利用的研究结果，对废旧磷酸铁锂动力电池回收利用最新技术进行详细综述，包括预处理过程、正负极材料及电解液的多种回收再利用方法。着重介绍了正极材料回收工艺，包括火法冶金、湿法冶金中酸浸工艺及生物浸出技术、直接再生技术；并分别介绍了负极的再生利用技术及电解液的超临界CO₂回收工艺。系统总结了废旧磷酸铁锂动力电池回收利用的最新进展，对目前废旧磷酸铁锂动力电池回收利用过程中存在的问题进行分析，未来应对回收工艺及原理开展深入研究，开发出清洁、环保、流程短的回收工艺，对不同类型的回收材料采用不同回收处理方式，从而真正实现废旧磷酸铁锂动力电池全组分高效率、高质量回收。

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7. 质子交换膜电解水技术关键材料的研究进展与展望

徐滨, 王锐, 苏伟, 何广利, 缪平

储能科学与技术 2022, 11 (11): 3510-3520. DOI: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2022.0319

摘要（1059）

HTML （102）

PDF（pc）（4897KB）（1654）

氢是碳中和能源系统的重要组成部分，为重工业和长途运输等难以脱碳的行业提供了一种可替代路径。可再生能源电解制氢是最可持续的制氢技术，为整合间歇性可再生能源提供了额外的灵活性，并可以作为季节性储能。质子交换膜(PEM)电解水技术具有电流密度高、运行压力高、电解槽体积小、整体性和灵活性好等优势，与波动性较大的风电和光伏有很好的适配性，但目前的主要挑战之一是其成本较高。本文对PEM电解水技术的成本组成及应用现状进行了总结，并详细分析了PEM电解槽中的关键材料、制备工艺及组件制造的研究进展。研究认为，通过新型的结构设计、制备策略和制造技术，可以提升贵金属催化剂的活性和利用率，减少膜厚度以降低欧姆极化，降低双极板的原料和加工成本，改善电解槽的结构设计和组装。最后提出了未来PEM电解水技术的研发方向和目标，通过材料性能的技术创新、组件制造工艺的优化、电解槽生产规模的扩大，能显著降低PEM电解水设备的成本，加速PEM制氢的规模化发展。

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8. 磷酸铁锂动力电池常温循环衰减机理分析

刘晓梅, 姚斌, 谢乐琼, 胡乔, 王莉, 何向明

储能科学与技术 2021, 10 (4): 1338-1343. DOI: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2021.0144

摘要（1405）

HTML （148）

PDF（pc）（2125KB）（1620）

常温循环寿命是锂离子电池应用的重要指标，磷酸铁锂电池具有阴极结构稳定和电解液成分简单的特点，是研究锂离子电池工作机理的重要手段。研究磷酸铁锂电池的常温衰减机理对于完善锂离子电池衰减机理的认知和电化学性能提升有重要意义。本文以不同健康状态(SOH)的商业化磷酸铁锂电池为样本，研究其常温循环容量衰减的原因。使用电化学微分容量曲线(dQ/dV)分析电芯常温循环过程中的极化变化规律，通过曲线的峰面积变化规律推断电芯容量损失来源，发现电芯的极化虽然随着循环增长，但容量损失主要发生在石墨第3个平台。三电极电芯的电化学阻抗谱显示电芯循环中阳极R_ct增长迅速，动力学下降。阴阳极扣电测试发现循环中阴阳极材料的活性没有发生变化。结合以上结果，磷酸铁锂电池常温循环容量损失主要体现为活性锂损失，活性锂损失主要与循环中固体电解质膜(SEI)增厚和电池膨胀应力导致的阳极动力学性能下降相关。动力学不足导致的阳极电位过低加速副反应消耗活性锂。

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9. 高压储氢容器研究进展

李建, 张立新, 李瑞懿, 杨啸, 张挺

储能科学与技术 2021, 10 (5): 1835-1844. DOI: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2021.0309

摘要（1250）

HTML （102）

PDF（pc）（6699KB）（1609）

介绍了几种高压气态储氢容器，包括高压储氢气瓶、高压复合储氢罐和玻璃储氢容器。高压储氢气瓶包括全金属气瓶和纤维复合材料缠绕气瓶，其具有充放氢简单、氢气浓度高等优点，是目前唯一商业使用的高压储氢容器。高压复合储氢罐是通过储氢材料存储氢气实现固态储氢，并在粉体材料之间的空隙也参与储氢，实现气-固混合储氢，具有体积储氢密度大、充氢速度快、低温下工作性能好等优点。玻璃储氢容器包括空心玻璃微球和玻璃毛细管阵列，是一种新型的高压储氢容器，其具有质量体积密度高、安全性好、成本低、无氢脆现象等优点，有望与燃料电池组合应用于各种移动电子设备。目前相关理论研究已证明了其有作为储氢容器的潜力，但由于其相关配套等器件还不完善，离商业化应用还有一段距离。本文比较了几种商用的高压储氢气瓶性能，重点介绍了玻璃储氢容器的储氢机理、技术现状及相关研究，并对几种储氢容器未来的技术研究方向进行了展望。

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10. 2022年中国储能技术研究进展

陈海生, 李泓, 徐玉杰, 陈满, 王亮, 戴兴建, 徐德厚, 唐西胜, 李先锋, 胡勇胜, 马衍伟, 刘语, 苏伟, 王青松, 陈军, 卓萍, 肖立业, 周学志, 冯自平, 蒋凯, 尉海军, 唐永炳, 陈人杰, 刘亚涛, 张宇鑫, 林曦鹏, 郭欢, 张涵, 张长昆, 胡东旭, 容晓晖, 张熊, 金凯强, 姜丽华, 彭煜民, 刘世奇, 朱轶林, 王星, 周鑫, 欧学武, 庞全全, 俞振华, 刘为, 岳芬, 李臻, 宋振, 王志峰, 宋文吉, 林海波, 李杰才, 易斌, 李福军, 潘新慧, 李丽, 马一鸣, 李煌

储能科学与技术 2023, 12 (5): 1516-1552. DOI: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2023.0330

摘要（895）

HTML （233）

PDF（pc）（3233KB）（1583）

本文对2022年度中国储能技术的研究进展进行了综述。通过对基础研究、关键技术和集成示范三方面的回顾和分析，总结了2022年中国储能领域的主要技术进展，包括抽水蓄能、压缩空气储能、飞轮储能、锂离子电池、铅蓄电池、液流电池、钠离子电池、超级电容器、新型储能技术、集成技术和消防安全技术等。结果表明，2022年中国储能技术在基础研究、关键技术和集成示范方面均有重要进展，中国已成为世界储能技术基础研究、技术研发和集成应用最活跃的国家。

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11. 集装箱储能系统热管理系统的现状及发展

朱信龙, 王均毅, 潘加爽, 康传智, 邹燚涛, 杨凯杰, 施红

储能科学与技术 2022, 11 (1): 107-118. DOI: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2021.0381

摘要（858）

HTML （78）

PDF（pc）（4043KB）（1507）

集装箱储能系统因其安装运输方便、建设周期短和环境适应能力强的优点而具有广泛的发展前景。然而随着整体能量密度的不断提高和制造成本的降低，以热失控为特征的储能系统电池安全事故频发，严重威胁着用电安全和相关人员的生命安全。因此，以防止集装箱储能系统热失控为核心的研究成为近几年储能系统研究领域的热点。本文从储能电池安全角度出发，对目前集装箱储能系统热失控机理及研究现状进行综述，阐述了储能电池的冷却方式(空气冷却、液体冷却、相变材料冷却和热管冷却)以及热失控的抑制措施，总结了最新研究成果。具体地阐明了温度和湿度对电池的影响，全面总结了提高集装箱储能系统安全性及可靠性的方法，合理展望了现今储能系统热管理技术的发展方向，以期促进储能系统安全管理方法与策略的开发，进而提高储能电池系统的安全性。

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12. 数据驱动的机器学习在电化学储能材料研究中的应用

施思齐, 涂章伟, 邹欣欣, 孙拾雨, 杨正伟, 刘悦

储能科学与技术 2022, 11 (3): 739-759. DOI: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2022.0051

摘要（889）

HTML （212）

PDF（pc）（4199KB）（1500）

储能电池的关键是材料。继实验观测、理论研究和计算模拟之后，数据驱动的机器学习具有快速捕捉材料成分-结构-工艺-性能间复杂构效关系的优势，有望为电化学储能材料的研发提供新的范式。本文从结构化和非结构化数据驱动两方面，系统评述了机器学习在电化学储能材料研究中的最新进展。全面概括了可用于电化学储能材料机器学习的国内外材料数据库，分析了其数据的收集、共享和质量检测存在的问题；重点阐述了电化学储能材料中机器学习的工作流程和应用，包括结构化数据驱动下数据收集、特征工程和机器学习建模以及图形、表征图像和文献文本这类非结构化数据驱动下的模型构建和应用。进一步，厘清电化学储能材料领域机器学习面临的三大矛盾且给出对策，即高维度与小样本数据的矛盾与协调、模型复杂性与易用性的矛盾与统一、模型学习结果与专家经验的矛盾与融合，并提出构建“领域知识嵌入的机器学习方法”有望调和这些矛盾。本文将为机器学习在电化学储能材料设计和性能优化中的应用提供参考。

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13. 固态锂电池十年（2011—2021）回顾与展望

吴敬华, 杨菁, 刘高瞻, 王脂胭, 张秩华, 俞海龙, 姚霞银, 黄学杰

储能科学与技术 2022, 11 (9): 2713-2745. DOI: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2022.0309

摘要（854）

HTML （261）

PDF（pc）（16864KB）（1480）

采用固体电解质取代液态有机电解液的固态锂电池，有望使用更高比容量的正、负极材料，从而实现更高比能量的电池体系，同时可彻底解决电池的安全性问题，符合未来二次电池发展的方向，是电动汽车和规模化储能的理想电源。为了实现兼具高比能量、高安全性、长寿命等特性的固态电池，进而推进全固态锂电池的实用化，2011—2021年间各国的科学家做了大量工作，并取得了许多突破性进展。本文以固态锂电池关键材料为出发点，回顾了2011—2021年以来固态电池的研究进展，包括锂离子固体电解质材料，电极/电解质界面调控，固态电池技术等方面，总结了现在存在的挑战及解决方案，并对该领域未来可能的发展提出了展望。

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14. 钠离子电池硬碳负极材料研究进展

刘飞, 赵培文, 赵经香, 孙贤伟, 李苗苗, 王敬豪, 尹延鑫, 戴作强, 郑莉莉

储能科学与技术 2022, 11 (11): 3497-3509. DOI: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2022.0233

摘要（1065）

HTML （161）

PDF（pc）（12260KB）（1357）

随着高性能电极材料的开发和储钠机理的研究，钠离子电池的电化学性能得到极大的提升。硬碳作为公认的最成熟和最具商业化潜质的负极材料，仍面临着首次库仑效率低、倍率性能较差等问题。同时，科研人员投入巨大精力深入研究硬碳储钠机理，探索提高性能和降低成本的合成方法。但对于储钠机理仍存在分歧，尤其对低压平台区的储钠机制有较大争议。本工作通过对近期文献的综合分析，基于硬碳材料的嵌入、吸附及纳米孔填充三种不同储钠过程，着重介绍了“嵌入-吸附”“吸附-嵌入”和其他多种形式的复合储钠机理。随后，在深入了解硬碳材料储钠机理的基础上，分析了比表面积、孔隙、缺陷、层间距和官能团等对硬碳负极材料倍率性能和首次库仑效率的影响。同时介绍了结构优化和涂覆涂层方法表面改性对改善硬碳负极材料倍率性能和首次库仑效率的影响。为了促进硬碳的实际应用，阐述了电解质优化对ICE膜性能改善及倍率性能的影响。综合分析表明，硬碳材料改性及电解液优化，有望同时实现高倍率性能、高首次库仑效率和循环稳定性。

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15. 电池-超级电容器混合储能系统研究进展

乔亮波, 张晓虎, 孙现众, 张熊, 马衍伟

储能科学与技术 2022, 11 (1): 98-106. DOI: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2021.0229

摘要（1113）

HTML （97）

PDF（pc）（3073KB）（1349）

储能是解决可再生能源大规模发电并网、推动新能源汽车发展、实现“碳达峰”“碳中和”中长期目标的关键支撑技术。能量型储能器件与功率型储能器件组成的混合储能系统是能量管理和功率管理的高效系统，充分发挥了能量型储能的持久性和功率型储能的快速性，大幅提升了储能系统的综合性能和经济性。本文概述了能量型和功率型电化学储能技术及特点，总结了各类电池-超级电容器混合储能系统，分析了混合储能系统在电网储能、新能源汽车、轨道交通等领域的应用。详细分析了电池-超级电容器混合储能系统关键技术，包括混合储能系统控制和能量管理，总结了近期较为常见的混合储能系统使用的控制方法；混合储能系统的参数匹配和技术经济性进行分析；介绍了混合储能系统拓扑结构分类，并讨论各种拓扑结构的优缺点。此外，还对电池-超级电容器混合储能系统和单一储能系统进行了仿真对比，验证了混合储能系统相较于单一储能系统的优越性。最后，对电池-超级电容器混合储能系统进行了总结和展望。

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16. 固态电池复合电解质研究综述

许卓, 郑莉莉, 陈兵, 张涛, 常修亮, 韦守李, 戴作强

储能科学与技术 2021, 10 (6): 2117-2126. DOI: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2021.0178

摘要（1338）

HTML （156）

PDF（pc）（8723KB）（1324）

目前单一的无机固态电解质、聚合物固态电解质分别存在着离子电导率低、产生枝晶、界面不稳定等各种问题，无法满足全固态锂金属电池的性能要求。有机聚合物电解质和无机电解质复合形成的复合固态电解质能够不同程度地增强电导率、抑制枝晶产生、提高机械强度、提高界面稳定性以及兼容性等，得到了广泛关注与研究。本文综述了复合固态电解质在提高锂离子电导率、抑制锂枝晶、提高电化学稳定性三个重要方面的改进方向、措施，并展望复合固态电池的发展方向，为复合固态电池的发展和应用提供借鉴。

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17. 固态锂电池聚合物电解质研究进展

周伟东, 黄秋, 谢晓新, 陈科君, 李薇, 邱介山

储能科学与技术 2022, 11 (6): 1788-1805. DOI: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2022.0168

摘要（1353）

HTML （203）

PDF（pc）（10335KB）（1308）

目前锂离子电池的关键挑战是如何提高电池的能量密度和电池的安全性，使用固态电解质的固态锂电池可以有效地缓解这两个问题。固态电解质是固态电池发展的关键材料。固态聚合物电解质(solid-state-polymer electrolyte，SPE)具有较高的柔韧性、优良的加工性和良好的界面接触性，是固态锂金属电池理想的电解质材料。SPE的离子导电性、电化学窗口以及与电极之间界面的稳定性对固态锂电池的综合性能起着至关重要的作用。根据电化学稳定窗口的不同，本文主要综述了：①低电压稳定SPE，与锂金属具有良好的相容性，通过交联、共混、共聚以及与无机填料复合的方法可以有效降低其结晶度，提升聚合物离子电导率；②高电压稳定SPE体系，能够匹配高电压正极使用，有效提高锂金属电池的能量密度；③多层结构SPE体系，能够同时承受锂金属负极的还原和高电压正极的氧化，为进一步开发高性能SPE和提高电池能量密度提供了新思路。最后，对三种SPE体系进行了总结和展望，指出低电压稳定SPE的研究重点在于提高离子电导率以及力学性能，高电压稳定SPE的关键在于降低材料的最高占据分子轨道(highest occupied molecular orbital，HOMO)以及建立正极界面处稳定的CEI层，多层SPE的研究重点在于合适的电池和电极结构设计。构建可与正、负极同时稳定或者同时形成界面钝化层的高导离子聚合物结构是未来的研究重点之一。

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18. 离子嵌入电化学反应机理的理解及性能预测：从晶体场理论到配位场理论

王达, 周航, 焦遥, 王佳民, 施维, 蒲博伟, 李铭清, 宁芳华, 任元, 喻嘉, 李亚捷, 李彪, 施思齐

储能科学与技术 2022, 11 (2): 409-433. DOI: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2021.0652

摘要（1250）

HTML （306）

PDF（pc）（14919KB）（1287）

配位场理论融合了晶体场的静电作用和分子轨道的共价作用于1952年首次被提出，是解析热力学、地质矿物学和电化学系统中的结构畸变、热力学性质和磁性等物理/化学问题的基础。其中对于近年来快速发展的单价/多价金属离子电池领域，其电极材料通常是含有d电子的过渡金属化合物，目前仍普遍存在对具有不同配位场过渡金属电极材料中离子脱嵌电压、比容量以及相结构稳定等微观结构/电荷转移性能调控机理认识的不足。本文从配位场理论方法出发并结合可直接计算电子分布及占据特性的第一性原理计算方法，对离子脱嵌电化学过程中决定电压的费米能级计算模型、衡量相结构稳定性的晶体场稳定化能计算公式、调控阴离子氧化还原活性的理论模型等进行了严格的推导。在此基础上，提出针对刚性带体系的电压调控和含不同周期过渡金属材料相结构稳定性预测等一系列电极能量密度/相稳定性改进策略，并成功设计出无过渡金属Li(Na)BCF₂/Li(Na)B₂C₂F₂正极及嵌入式反应无锂MX₂正极两种新型电极材料。本工作拓展了配位场理论在离子嵌入电化学中的应用，为从电子的能带调控角度设计高能量密度嵌入式电极材料提供了新思路。

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19. 磷酸铁锂正极材料改性研究进展

冯晓晗, 孙杰, 何健豪, 魏义华, 周成冈, 孙睿敏

储能科学与技术 2022, 11 (2): 467-486. DOI: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2021.0483

摘要（1645）

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锂离子二次电池(LIBs)是当今新能源领域的主流储能器件。磷酸铁锂(LiFePO₄)凭借高能量密度、低成本、稳定的充放电平台、环境友好、安全性高等优势，成为应用最为广泛的锂离子电池正极材料之一。如何提高其输出功率以及低温下的能量密度和使用寿命，是磷酸铁锂正极材料面临的主要挑战。本文通过对近期相关文献的探讨，归纳总结了近年来针对磷酸铁锂正极材料的主流改性策略。详细分析了元素掺杂提高材料电化学性能的内在机理，梳理了不同包覆剂对磷酸铁锂的保护机制，这两种手段可有效提高磷酸铁锂正极材料的电子电导率和离子扩散速率，实现材料更高的能量密度、更长的循环寿命和更高的倍率性能。此外也总结了磷酸铁锂常见补锂添加剂的特性及其对正极首圈库仑效率和放电比容量的改善行为。综合分析表明，多种元素共掺杂，先进碳材料包覆和高容量补锂材料的添加有望成为提升磷酸铁锂电化学性能的重要策略。最后，对磷酸铁锂正极未来在商业化生产改良和开发柔性电极等方向的发展前景和面临的挑战进行了展望。

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20. 锂电储能系统热失控防控技术研究进展

喻航, 张英, 徐超航, 余思瀚

储能科学与技术 2022, 11 (8): 2653-2663. DOI: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2022.0116

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储能电站锂离子电池火灾事故频发引起了人们对锂离子电池热失控特性和防控技术的关注与重视。本文将储能电站锂离子电池在外部滥用条件下的热失控演化过程划分为3个阶段和6个过程，分别是热失控早期、热失控发生期、火灾初期3个阶段和放热、产气、增压、喷烟、起火燃烧和气体爆炸6个过程。整个演化过程各阶段并不是独立的，而是化学反应重叠交叉进行的。因储能电站火灾与传统火灾燃烧特性差异较大，需根据其热失控演化过程特点提出针对性的防控措施。本文梳理了近年来锂离子电池热失控特性和防控技术的研究进展，对锂离子电池热失控演化过程、监测预警技术、热失控抑制和灭火技术等方面进行了归纳总结与展望。

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