储能科学与技术

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1. 基于中高温烟气余热回收的固体显热储热装置热性能实验研究

陈久林, 薛晓迪, 王丽, 邢至珏

储能科学与技术 2025, 14 (8): 3185-3193. DOI: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2025.0110

摘要（248）

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PDF（pc）（5050KB）（13129）

针对工业烟气余热含尘量高、波动性大导致的利用率较低的问题，以高温混凝土为储热介质，开发一款新型卧式烟气-固体显热储热装置，设计并搭建钢铁烧结环冷烟气余热存储中试系统，并对储热装置的温度分布、阻力特性、瞬时能量效率、充放热效率及㶲效率等指标进行实验研究。结果表明：在充/放热过程中，储热模块沿轴向出现明显的斜温层分布，越靠近充热入口，温度越高，径向储热模块的温度分布较为均匀；该储热装置具有较低的压降损失，充热过程中压降逐渐升高，放热过程中压降逐渐降低。瞬时能量效率及换热功率均随充热及放热时间的推移逐渐降低，采用较低烟气流量可获取更加平稳的瞬时能量效率，延长换热时长，并降低装置压降，但会导致换热功率降低，实际运行时需结合具体应用需求选取适宜的流速进行调控。在储热系统运行稳定后，储热装置的储热量、热效率和㶲效率分别为1376 kWh、93.02%和91.7%，平行板式储换热结构实现了固体储热单元与含尘烟气间的高效换热，展现出良好的热性能，并有效解决了换热流道积灰堵塞的问题。该研究可为烟气-固体显热储热装置的规模化设计及应用提供实验依据。

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2. 飞轮储能系统磁轴承电磁特性与温升特性分析

文贤馗, 李博文, 史正军, 叶华洋, 庞玲蓉, 张晓寅

储能科学与技术 2025, 14 (8): 2932-2941. DOI: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2025.0523

摘要（196）

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PDF（pc）（4786KB）（11427）

飞轮储能系统通过电机加速飞轮将电能转化为动能存储或减速制动发电释放动能，并依靠电力电子装置控制电机的加速或减速实现动能与电能的双向转换，具有响应快、充放频次高、转换效率高、寿命长等特点，广泛应用于电力调频、能量回收、不间断供电等领域。本工作提出一种大功率飞轮储能系统磁轴承的设计方案，采用径向和轴向重载电磁轴承相结合的支承方式。运用有限元数值计算手段，系统开展该装置的电磁特性分析。通过建立多物理场耦合模型，实现电磁场与温度场的双向耦合仿真，从而全面评估磁轴承在不同电流下的温度分布。结果表明，所设计的重载电磁轴承性能满足设计要求，自然空冷的方式能保证系统安全运行。减小电流有助于提升热安全性，但会降低电磁力，因此，飞轮储能系统磁轴承设计需在热管理与电磁性能之间实现合理权衡。

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3. 人工智能在飞轮储能中的应用

魏路, 冷至益, 叶佳, 徐玉杰, 陈海生

储能科学与技术 2025, 14 (8): 3019-3027. DOI: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2025.0658

摘要（180）

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PDF（pc）（726KB）（9530）

飞轮储能系统(FESS)凭借高功率密度、长寿命、快速响应和环境友好等特性，在电网调频、惯量支撑、高频调峰等领域具有突出优势。飞轮储能系统面临着低成本高可靠设计、高速永磁电机和磁悬浮控制稳定性、在线故障预测以及多机并联阵列控制等问题。本文通过对近期相关文献的探讨，综述了人工智能技术在飞轮储能系统设计优化、电机控制、磁悬浮控制、并网控制及故障诊断等环节的应用，着重介绍了神经网络等算法在复合材料转子建模分析、永磁同步电机多参数协同优化设计、永磁同步电机多工况效率优化与转速观测、电磁轴承控制器算法、并网鲁棒性与分布式协同控制、调频控制策略、轴承故障诊断与预警等技术方向中的应用，并讨论大模型结合、多技术协同优化等未来发展方向，期望为飞轮储能系统的智能化研究和发展提供参考。

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4. 助力钠电池储能：预钠化技术研究新进展

向靖宇, 钟伟, 程时杰, 谢佳

储能科学与技术 2025, 14 (8): 3051-3064. DOI: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2025.0399

摘要（329）

HTML （17）

PDF（pc）（13495KB）（9013）

钠与锂具有相似的物理化学性质，且钠资源储量丰富、分布广泛，因此钠离子电池被认为是锂离子电池储能体系的重要补充，在大规模储能应用和短时高频储能应用中展现出广阔前景。然而，储钠负极材料的初始库仑效率(ICE)普遍较低，无法发挥其理论容量。预钠化技术作为目前最有效的活性钠补偿策略之一，可有效弥补活性钠的损失。本文全面分析了近年来预钠化技术面临的主要挑战，总结了针对挑战所提出的新方法，并根据各类钠源的氧化还原性质，将目前的预钠化技术分为还原型预钠化技术和氧化型预钠化技术，对比了各类预钠化方法的优缺点及工业化难度，重点分析阐述了各类预钠化技术的作用机理和研究现状，展望了预钠化技术的发展前景。旨在深化对预钠化技术的理解，为优化和开发适用于高功率场景的可规模化应用的新型预钠化技术提供理论指导和创新思路。结合现有研究成果，提出固态氧化型预钠化材料有望实现全生命周期多次补钠，为实现高功率、高能量密度钠离子电池提供技术基础。

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5. 锂电池百篇论文点评（2024-12-01—2025-01-31）

张新新, 岑官骏, 乔荣涵, 朱璟, 郝峻丰, 孙蔷馥, 田孟羽, 金周, 詹元杰, 闫勇, 贲留斌, 俞海龙, 刘燕燕, 周洪, 黄学杰

储能科学与技术 2025, 14 (3): 1310-1330. DOI: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2025.0155

摘要（1453）

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PDF（pc）（1659KB）（8825）

该文是一篇近两个月的锂电池文献评述，以“lithium”和“batter*”为关键词检索了Web of Science从2024年12月1日至2025年1月31日上线的锂电池研究论文，共有5413篇。首选采用BERTopic主题模型分析其摘要文本，构建锂电池论文的研究主题图，再选择其中100篇加以评论。正极材料的研究集中于高镍层状材料和尖晶石结构LiNi_0.5Mn_1.5O₄材料的掺杂改性、表面包覆、结构设计等。负极材料的研究重点包括硅基负极的结构设计和性能提升、金属锂负极的界面和体相结构设计。固态电解质的研究包括对聚合物、硫化物和卤化物及其复合固态电解质的结构设计以及相关性能研究。其他电解液和添加剂的研究则主要包括不同电解质和溶剂对各类电池材料体系适配的研究，以及对新的功能性添加剂的探索。对固态电池，正极材料的体相改性、表面包覆和合成方法、锂金属负极的界面构筑和三维结构设计、无负极集流体的界面修饰有多篇文献报道。此外，锂硫电池和锂空电池也备受关注。电极中的锂离子输运和失效机制、锂沉积形貌和SEI结构演变、全电池热失控分析，电解质对CEI组分影响的理论模拟以及优化制造工艺的论文也有多篇。

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6. 赝电容超级电容器的理论模拟研究进展

邢甫旭, 覃琪, 王龙康, 黎裕冰, 徐帅凯, 莫唐明

储能科学与技术 2025, 14 (8): 3004-3018. DOI: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2025.0519

摘要（392）

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PDF（pc）（12263KB）（8536）

赝电容器兼具高能量密度与高功率密度的独特优势，在储能领域备受关注。过去十年间，研究人员对赝电容材料的研发与性能提升取得了显著进展。然而，赝电容界面的复杂性和快速充放电特性使得传统实验表征难以全面揭示其离子传输与电荷转移机制，如何全面解析赝电容的微观机理，依然是该领域的难点问题。本综述系统梳理了赝电容理论的发展历程，重点厘清了其与双电层电容及电池行为的本质区别。基于近期的研究进展，深入探讨了理论模拟方法在赝电容机理研究中的关键作用，包括第一性原理计算、隐式溶剂化模型、分子动力学模拟、从头算分子动力学、连续介质输运模型以及多尺度耦合方法的应用。这些模拟技术为解析赝电容材料的界面反应动力学、离子传输机制及结构性能关系提供了重要理论支撑，为高性能赝电容器的设计指明了方向。

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7. 储能变流器跟网/构网无扰切换控制技术研究

李功强, 赵璐璐, 谢凤祥, 季永栋, 刘静佳, 陈彦桥, 金翼

储能科学与技术 2025, 14 (8): 2983-2993. DOI: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2025.0642

摘要（259）

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储能系统采用单一的跟网型控制(GFL)或构网型控制(GFM)时难以适配复杂多变的电网需求，本工作提出一种适用于储能变流器单元的跟网/构网无扰切换控制方法，实现构网控制与跟网控制随外部环境变化的平滑切换。基于跟网/构网控制方式下的稳态矢量的关系，构建了包含功角观测、坐标系旋转、PI调节器初始化等关键模块的跟网/构网无扰切换控制方法；基于阻抗分析法，探究了两种控制模式下并网系统稳定性与电网短路比的关联机制，并提出在电网短路比动态变化时，可借助跟网/构网混合控制及无扰切换技术来提升系统稳定性；基于储能系统的Matlab/Simulink仿真模型开展仿真测试及分析。仿真结果表明，本工作所提的切换方法可使并网储能变流器在跟网控制模式与构网控制模式之间无扰切换，且兼具优异的系统响应性与稳定性。本研究有助于提升高功率高频充放电的构网型储能设备的运行灵活性，使其具备在离网/并网、强电网/弱电网等复杂多变场景中的自适应能力，最大程度地保障系统的安全稳定运行。

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8. 超级电容产业化研究与应用综述

苏新凯, 赵璐璐, 陈彦桥, 王础, 陈换军, 金翼

储能科学与技术 2025, 14 (8): 2994-3003. DOI: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2025.0522

摘要（319）

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PDF（pc）（7148KB）（6470）

我国能源结构转型背景下，新型电力系统对储能器件“快速响应-高频调节-本质安全”的需求日益凸显，超级电容作为典型功率型储能器件，因高功率密度、长循环寿命、宽温域工作能力及无枝晶生长导致的安全隐患等优势，逐渐受到广泛关注。本文系统综述其技术体系与应用进展。在单体研发方面，从双电层超级电容和混合型超级电容两类型出发，分析其典型现有技术路线与产品性能。在集成应用方面，论述超级电容在风机变桨系统、新能源配储、火储联合调频、独立储能、交通等领域的应用，并简述了如吊机等动力机械动能回收、数据中心后备电源、电力设备等其他场景的应用情况。最后，分析超级电容目前在能量密度、全寿命周期成本、应用场景等方面存在的瓶颈，判断未来研究重点将集中在开发新型材料体系、推动应用场景多元化以及“超级电容+”混合储能模式创新等三方面，需要通过体系与场景创新，以差异化的产品支撑超级电容在新型电力系统建设中更广泛的商业化应用。

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9. 硫化锂：全固态电池时代的“基石”材料

何特特, 卢洋, 刘洋, 徐斌, 陈永乐, 刘芳洋

储能科学与技术 2025, 14 (3): 898-912. DOI: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2025.0030

摘要（2071）

HTML （112）

PDF（pc）（4331KB）（6260）

硫化锂(Li₂S)作为合成高性能硫化物固态电解质的关键前体原料，是硫化物全固态电池实现产业化应用的“基石”材料。系统认知硫化锂材料的关键物性参数，开发高质量、低成本的规模化制备技术，对推动硫化物全固态电池产业发展具有重要战略意义。本文从论述硫化锂在全固态电池技术体系中的核心地位出发，重点解析硫化锂的基础理化参数、关键性能指标及其对产业化应用的关键影响。基于产业化可行性视角，系统归纳了五类具有产业化前景的制备工艺：锂硫化合法、碳热还原法、水合肼还原法、液相复分解法及硫化氢中和法。通过构建多维评价体系，从工艺特性、产品性能、安全风险及经济性等维度对各制备技术进行了对比分析，进而阐明制约当前硫化锂产业化进程的关键瓶颈，提出了针对性优化策略，并展望未来规模化制备技术的发展方向。为硫化锂的工业化生产及其在硫化物全固态电池中的高效应用提供参考，助力硫化物固态电解质体系的技术升级与成本优化。

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10. 硅基固态电池的界面失效挑战与应对策略

王钦, 张艳岗, 梁君飞, 王华

储能科学与技术 2025, 14 (2): 570-582. DOI: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2024.0774

摘要（740）

HTML （85）

PDF（pc）（16765KB）（4349）

硅基材料因较高的理论比容量被认为是固态电池中最有前景的负极材料之一。然而，在充放电过程中，硅基电极材料和固态电解质容易发生界面失效，破坏了界面处的离子电子传输通路、引起电池内部阻抗增加以及电流密度分布不均匀，最终造成电池容量和循环寿命的衰减，这是设计高比能和长循环硅基固态电池时面临的挑战之一。本文首先从硅基材料的晶体结构、临界直径和电化学烧结方面阐述了界面失效的原因，并介绍了嵌锂数量对纯硅材料电子电导率、离子扩散系数、杨氏模量性能的影响。随后总结了应对固态电池中电极和电解质界面失效问题的多种方案，包括黏结剂、缓冲层的应用、电极材料结构设计以及电极材料和电解质的粒径匹配。此外，文章还强调了循环过程中施加相等且恒定的堆叠压力对电池性能的潜在影响。本文旨在阐明固态电池中硅基材料与电解质界面失效导致的电池容量衰减以及循环寿命下降的科学挑战，并从硅基材料设计、电极材料制备、电极材料和电解质匹配等方面提出了解决这些挑战的策略，为该领域的进一步发展指明了方向。

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11. 锂离子电池储能安全评价研究进展

李晋, 王青松, 孔得朋, 王晓冬, 俞振华, 乐艳飞, 黄鑫炎, 胡振恺, 吴候福, 方华斌, 曹伟, 张少禹, 卓萍, 陈晔, 李紫婷, 梅文昕, 张越, 赵丽香, 唐亮, 黄宗侯, 陈篪, 刘彦辉, 储玉喜, 许晓元, 张晋, 李贻恺, 冯蓉, 杨标, 户波, 杨晓滢

储能科学与技术 2023, 12 (7): 2282-2301. DOI: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2023.0252

摘要（2349）

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本文针对目前锂离子电池储能安全评价研究进展进行了综述，梳理了锂离子电池储能安全评价相关标准现状，从电池本征安全、储能故障及事故统计、热失控机理及火蔓延机制等方面总结了锂离子电池储能安全评价相关理论的研究进展，分析了从锂离子电池单体到储能系统的安全评价数值模拟技术，系统介绍了电池单体到储能系统的安全测试评价技术以及锂离子电池储能电站安全评价技术的现状。研究结果表明，随着电池技术的不断迭代，储能系统结构的不断升级，储能的安全评价将愈发复杂，现有的评价技术和标准有待进一步提升和完善。未来，需要根据储能电池本质安全、电气与消防安全等技术的发展及时调整与更新安全评价指标，结合仿真、实验手段的进步，明确安全指标阈值，并充分考虑储能系统投运后容量衰减、老化过程伴随的安全性能演变，构建覆盖多体系、多场景、多要素，融合动静态指标的安全性能等级评价体系，发展涵盖“单体-模组-簇-系统-电站”层层分级的储能系统安全性能等级评价技术。同时，制定国际适用的储能系统安全性能等级评价标准，为全球储能安全提供中国方案。

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12. 基于单体特征参数差异的电池组热特性和热一致性研究

张腾, 常国峰

储能科学与技术 2025, 14 (8): 3194-3206. DOI: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2025.0127

摘要（252）

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锂电池组内单体特征参数(SOC、容量与内阻)的差异通过电-热耦合作用可能导致电池组的热分布不均，影响其性能和安全。本文考虑了锂电池在不同温度和放电深度下的动态特性，构建了电池组的二阶RC等效电路-热耦合模型，通过数值模拟分析了单体SOC、容量和内阻不一致性对并联和串联电池组热特性的影响，最终量化了不同连接模式下电池组的能量释放能力、发热率及温度分布差异。研究结果显示，SOC不一致时，并联电池组因自平衡效应释放能量379.575 Ah，高于串联电池组的366.024 Ah，但其发热率标准差和最高温度标准差分别为2.265 W和0.62 ℃，显著高于串联电池组的0.475 W和0.275 ℃，表明串联结构在热一致性上更具优势。容量不一致时，并联电池组因支路电流差异导致发热率波动更大，其温度标准差为0.421 ℃，较串联的0.233 ℃高0.188 ℃，且最大温差分别为1.222 ℃和0.670 ℃，进一步凸显串联的热均匀性。内阻不一致时，串联电池组平均温度为33.233 ℃，略高于并联的33.204 ℃，但其温度标准差和发热率标准差则为0.19 ℃和0.097 W，均低于并联的0.215 ℃和0.405 W，说明串联模式能有效抑制内阻差异引发的热不均衡现象。进一步量化对比表明，SOC不一致对热一致性的影响最为显著，并联与串联的发热率最大差值分别为6.499 W和1.261 W；容量不一致导致并联电池组最高温度差达到1.222 ℃，为串联的1.8倍；内阻不一致下，串联电池组温度标准差仅为并联的88%。研究结论表明，串联电池组在单体特征参数差异下均表现出更优的热一致性，而并联模式虽能够释放更多能量，但需通过强化热管理以应对更高的温度波动风险。本研究为电动汽车电池组热模型优化及冷却系统设计提供了关键数据支撑，对提升电池安全性与寿命具有重要参考价值。

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13. 叶轮式压缩机喘振问题研究进展

张一凡, 刘杰, 李亚南, 郝佳豪, 越云凯, 杨俊玲, 张振涛

储能科学与技术 2025, 14 (1): 269-282. DOI: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2024.0590

摘要（650）

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PDF（pc）（4020KB）（3281）

在大型压缩气体储能系统中，叶轮式压缩机的性能是决定整个储能系统能否高效运行的关键。喘振只能被抑制，无法消除，是叶轮式压缩机的固有特性之一，严重影响了叶轮式压缩机的工作效率和安全稳定性。因此，防喘振技术是确保叶轮式压缩机安全稳定运行的关键，尤其在压缩气体储能系统中压缩机频繁启停的工况下更为重要。本文通过调研近年来国内外有关叶轮式压缩机防喘振技术的文献，阐述了叶轮式压缩机喘振产生的机理、判别方法以及喘振发生时的流场变化等物理特性；着重综述了通过限制压缩机入口流量防止喘振发生的被动控制、通过改变压缩机性能防止喘振的主动控制以及主动控制和被动控制相结合的主/被动控制3种控制策略的研究进展以及各自的优缺点；重点分析了基于信号分析与处理技术的压缩机喘振检测技术；展望了叶轮式压缩机防喘振技术未来的发展方向。综合分析表明，通过对叶轮式压缩机喘振物理特性的详细分析，设计出叶轮式压缩机防喘振控制策略，结合喘振检测技术，可以有效抑制压缩机喘振现象的发生。

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14. 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（2083）

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PDF（pc）（3233KB）（3274）

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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15. 多端口能量路由器快速频率响应及稳定控制方法

孙召琴, 黎可, 杜杲娴, 胡晨, 牛萌, 朱真

储能科学与技术 2025, 14 (8): 2970-2982. DOI: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2025.0524

摘要（151）

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为解决大量可再生新能源接入电网系统稳定性差、快速调频难的问题，本工作提出了一种适用于调频工况下的多端口能量路由器快速频率响应及稳定控制方法。首先，针对现有多端口能量路由器(小水电、光伏、储能及并网端口)调频控制策略易引发低频失稳问题，对能量路由器控制方法进行了分析，结合小信号阻抗建模方法，推导出多端口能量路由器各端口阻抗模型；然后，根据能量路由器各端口的等效阻抗模型，研究多端口能量路由器失稳及稳定运行机理，得出能量路由器现有调频控制策略易出现感性阻抗、容性阻抗及负阻尼阻抗交互，端口阻抗相交处的相位差大于180°、Nyguist图顺时针包围了(-1, 0j)点，系统易发生低频振荡失稳，而采用本工作所提新的能量路由器快速频率响应控制策略能保证端口阻抗相交处的相位差小于180°、Nyguist图不包围(-1, 0j)点，保证了系统稳定运行，为调频工况多端口能量路由器快速频率响应及稳定控制提供了理论指导及技术支撑；最后，通过仿真模拟验证了所提多端口能量路由器快速频率响应及稳定控制方法的正确性。

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16. FEC与VC在锂离子电池石墨负极界面行为研究

赵岩, 刘浩, 易宗琳, 李莉, 谢莉婧, 苏方远

储能科学与技术 2025, 14 (9): 3249-3258. DOI: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2025.0217

摘要（642）

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在锂离子电池中，电解液添加剂如氟代碳酸乙烯酯(FEC)和碳酸亚乙烯酯(VC)被广泛用于改善电极/电解液界面的稳定性，但是其对石墨电极表面的作用机制仍不清晰。本工作系统研究了FEC和VC在锂离子电池石墨电极上的界面行为。通过循环伏安法、电化学阻抗谱、扫描电子显微镜、透射电子显微镜和X射线光电子能谱等多种表征手段，揭示了FEC和VC在石墨电极表面的差异化作用机制。电化学阻抗结果显示Li|Gr电池中FEC形成固体电解质界面(SEI)前后的总阻抗小于VC，Li|Ref|Gr电池中FEC形成SEI前后的总阻抗大于VC。通过电化学阻抗谱-弛豫时间分布(EIS-DRT)方法，进一步对界面阻抗进行剖析，确定了FEC和VC在Li|Gr电池中的SEI阻抗、SEI-Gr界面电荷交换阻抗、SEI-电解液界面电荷交换阻抗的特征弛豫时间范围，FEC与VC各部分的弛豫时间基本一致，SEI阻抗、SEI-Gr界面电荷交换阻抗、SEI-电解液界面电荷交换阻抗弛豫时间分别为5E-5 s、3E-4 s、5E-3 s。研究结果表明，VC在0.77 V还原形成富含有机物的SEI，可显著降低石墨界面的阻抗，但其与锂金属的相容性较差，导致电池总阻抗增加。而FEC在1 V电压下还原，在石墨表面形成富含LiF的SEI，虽然使得石墨界面阻抗增加，但是显著优化了锂金属对电极的稳定性。FEC对石墨界面的劣化影响小于对锂金属的稳定优势，使得电池总阻抗最小。本研究为锂离子电池电解液的优化设计提供了重要的实验技术和理论指导。

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17. 锂离子电池浸没式冷却技术研究综述

曾少鸿, 吴伟雄, 刘吉臻, 汪双凤, 叶石丰, 冯振宇

储能科学与技术 2023, 12 (9): 2888-2903. DOI: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2023.0269

摘要（2699）

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电池热管理系统对锂离子电池的安全高效运行具有重要意义。浸没式冷却技术较传统热管理技术在温控性能和能效等方面优势明显，而且随着电动汽车和储能电站的快速发展，浸没式冷却系统的研究逐渐受到重视。本文首先从导热性、黏性、密度、安全性、环保性、经济性等角度，系统总结目前常用的五类介电流体：电子氟化液、碳氢化合物、酯类、硅油类和水基流体，指出不同介电流体的优势与劣势。然后依据电池系统工作温度特性，详细评述国内外浸没式冷却在低温预热、常温冷却、热失控抑制方面的研究进展。低温预热研究尚少，常温冷却分为单相液体冷却和气液相变冷却，具有高闪点的介电流体在热失控发展的不同时期均起到抑制作用。最后，介绍了该领域目前的探索或示范性工作，并提出锂离子电池浸没式系统介电流体未来的发展方向。其中，电子氟化液和合成碳氢化合物相对使用成熟，酯类和硅油类的研究较少，水基流体亟需解决电绝缘问题。本文可为电化学储能系统浸没式冷却系统设计提供参考。

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18. 长寿命循环的磷酸铁锂电池及材料、工艺

张贵萍, 闫筱炎, 王兵, 姚培新, 胡昌杰, 刘奕哲, 李纾黎, 薛建军

储能科学与技术 2023, 12 (7): 2134-2140. DOI: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2023.0381

摘要（1902）

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利用预锂化技术以及预锂化材料(也称为补锂剂、预锂化添加剂)的富锂优势，将预锂化材料添加在磷酸铁锂(LFP)电池正极极片中，研制了磷酸铁锂方形铝壳51 Ah全电池，以及软包7 Ah全电池，并进行了循环寿命方面的测试和研究。利用以往经验分析了正极、负极等主材(比如磷酸铁锂、石墨、电解液配比、集流体、隔膜)到辅料(正、负极黏合剂，导电剂等)以及预锂化材料的特性和对电池寿命的影响，以化学反应方程式的形式分析了已经工业化的几种预锂化材料的补锂机理以及补锂容量值。试验结果表明，添加预锂化材料的7 Ah电池循环寿命在9000周，而没有添加预锂化材料的7 Ah电池的循环寿命在5300周，添加预锂化材料的7 Ah电池的循环性能明显优于未添加预锂化材料的电池，循环寿命提高了50%左右；能量效率方面：添加预锂化材料的7 Ah电池的常温25 ℃，0.2 C能量转化效率为96.74%，0.5 C能量转化效率为94.80%，1 C能量转化效率为92.67%，均高于未添加预锂化材料的7 Ah电池的能量转化效率。本研究有助于推动预锂化技术以及预锂化材料在磷酸铁锂长循环新型储能电池中的应用，为长寿命磷酸铁锂电池的设计研发提供实验依据。

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19. 磷酸铁锂电池存储失效机理及热安全性研究

汪红辉, 李嘉鑫, 储德韧, 李彦仪, 许铤

储能科学与技术 2025, 14 (5): 1797-1805. DOI: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2024.1061

摘要（1476）

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磷酸铁锂电池因长循环周期稳定性、高安全性和低成本等优点在能源存储领域具有广泛应用，是当下主流的电化学储能器件之一，然而目前关于其存储过程性能失效和安全性研究并不充分。本文以某商用圆柱形磷酸铁锂电池为典型储能对象，通过存储模拟实验，借助多种无损分析技术和绝热加速量热仪，探究在不同环境温度(室温~72 ℃)和多种荷电状态(SOC = 0~100%)下磷酸铁锂电池的电化学性能及热安全性演化规律及深层次机理。实验结果表明，磷酸铁锂电池在存储过程中健康状态(SOH)及热失控特征受环境温度和荷电状态影响显著，温度为72 ℃且SOC为100%时，电池容量衰减速率是室温下的22.1倍，是SOC为0时的5.6倍，温度或荷电状态越高，电池容量衰减越严重，这主要是由于内部活性锂损失LLI和负极活性材料损失LAM_NE所导致的。然而经过存储后磷酸铁锂电池的热安全性反而有所改善，这可能与内部活性材料损失导致电池内部体系能量下降有关。此外，借助容量增量技术，基于IC曲线特征峰强构建了电池容量衰减半经验预测模型。本研究为磷酸铁锂电池在未来大规模储能应用中的运行维护和安全防护提供了技术指导。

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20. 基于物理吸附储氢材料的研究进展

刘名瑞, 丁凯, 王唯, 孙进

储能科学与技术 2023, 12 (6): 1804-1814. DOI: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2023.0029

摘要（1296）

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氢能是可持续的二次清洁能源，在规模化应用的进程中，氢气的储运技术是制约氢能产业链发展的关键因素。物理吸附储氢技术是未来氢气安全应用的重要途径之一，但仍需克服储氢容量低和室温储氢难的技术难题。围绕物理吸附储氢技术研究，总结归纳了碳基材料(如活性炭、石墨烯、碳纳米管、介孔碳和碳气凝胶)、有机骨架材料[如金属有机骨架材料(MOFs)和共价有机骨架材料(COFs)]、水合物3类作为储氢材料的研发历程和研究进展，介绍了各类材料在提升储氢容量方面的研究成果和技术手段，同时分析了上述物理吸附储氢材料的储氢原理和在氢气储运利用上的技术特点，对比基于不同物理吸附机制的储氢材料优缺点，为氢储运技术应用提供进一步应用分析依据。最后针对未来固态储氢的发展趋势和目前的技术瓶颈，对物理吸附储氢技术突破点和发展方向提出建议。物理吸附储氢技术虽然具有明显的技术瓶颈，但与其他储氢技术结合形成复合储氢体系，仍然具有很好的协同效应，帮助提高储氢效率、改善吸放氢动力学和热力学性能，是储氢领域必要的技术分支。

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