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    2025年, 第14卷, 第1期 刊出日期:2025-01-28 上一期   
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    本期中英文目录及主编寄语
    2025 (1):  0. 
    摘要 ( 36 )   PDF(2227KB) ( 81 )  
    相关文章 | 计量指标
    储能材料与器件
    原位聚合制备PDOL基固态电解质及其在锂金属电池中的应用
    江训昌, 喻科霖, 杨大祥, 廖敏会, 周洋
    2025 (1):  1-12.  doi: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2024.0712
    摘要 ( 347 )   HTML ( 95 )   PDF(6036KB) ( 166 )  

    通过同轴静电纺丝工艺,制备出在聚偏氟乙烯(PVDF)纳米纤维表面包覆了氧化钇稳定氧化锆(YSZ)纳米颗粒的YPVDF纳米纤维膜,并以1,3-二氧戊环(DOL)为聚合物前驱体单体,三(三氟磺酸)铝[Al(OfT)3]为引发剂,双三氟甲基磺酰亚胺锂(LiTFSI)为锂盐,氟代碳酸乙烯酯(FEC)为SEI膜添加剂,采用原位聚合工艺,在高比表面积的YPVDF纳米纤维基膜中原位聚合生成PDOL基复合固态电解质,PDOL与YPVDF纤维表面的YSZ形成大量的YSZ/PDOL有机-无机离子快速传输界面,制备出的PDOL@YPVDF-CSE在室温下拥有0.94×10-4 S/cm的离子电导率;YPVDF纤维上YSZ的Lewis酸位点(Zr4+、Y3+、氧空位)能够吸附LiTFSI中的阴离子,促进LiTFSI解离出Li+,从而使得PDOL@YPVDF-CSE具有0.78的锂离子迁移数,同时YSZ提供的Lewis酸位点可以协同Al(OfT)3促进DOL开环聚合,使DOL单体的转化率达到98.2%。此外,YPVDF纳米纤维的引入使得PDOL@YPVDF-CSE的耐热分解温度提升至312 ℃。以PDOL@YPVDF-CSE组装的Li|PDOL@YPVDF-CSE|Li锂对称电池,能够稳定循环1500 h以上;组装的LFP|PDOL@YPVDF-CSE|Li电池在0.5C倍率下循环800次以后,容量保持率为97.4%,在2 C倍率下循环500次后,容量保持率为96.8%。同时,以LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2(NCM622)为正极组装的NCM622|PDOL @YPVDF-CSE|Li电池在1 C倍率下循环150次后,容量保持率为96.2%。

    数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    LiMn0.6Fe0.4PO4 过渡金属离子溶出及其对循环性能的影响研究
    刘范芬, 吴婷婷, 温圣耀, 高建行, 陈勐, 李迟
    2025 (1):  13-20.  doi: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2024.0649
    摘要 ( 375 )   HTML ( 79 )   PDF(2505KB) ( 154 )  

    通过不同循环周数磷酸锰铁锂(LiMn0.6Fe0.4PO4,LMFP)电池拆解,得到负极Mn、Fe沉积量与循环周数之间的关系,结果表明随着循环周数的增加,LMFP负极Mn沉积量基本呈现线性增加,而负极Fe沉积量保持不变且与磷酸铁锂(LFP)基本同水平。采用扣电比容量恢复率测试、XRD及EIS测试进行循环初期(BOL)和循环末期(EOL)正、负极片性能表征,结果表明,LMFP循环过程中正极材料结构相对稳定,容量损失主要发生在负极。LMFP正极溶出的少量Mn2+迁移并沉积至负极,催化电解液和锂盐分解,导致大量活性锂损失,同时负极阻抗增加,最终表现出循环容量明显衰减。

    数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    钠离子电池正极表面残余碱转换钠补偿包覆层
    乌兰, 杨杰, 耿磊, 胡润, 彭尚龙
    2025 (1):  21-29.  doi: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2024.0620
    摘要 ( 269 )   HTML ( 52 )   PDF(9126KB) ( 92 )  

    钠离子电池(SIBs)在大规模电能存储领域引起了广泛关注。然而,在高温固相法合成层状正极材料的过程中,钠盐和金属氧化物通过化学键的断裂和重组形成层状结构,部分钠盐未能进入材料的体相结构,而是残留在材料表面形成碱性物质,如NaOH、NaHCO3和Na2CO3,统称为残碱。这些残碱加速了液体电解质中过渡金属层的溶解,导致正极材料的晶体结构发生不可逆的退化。此外,碳酸钠在高电压下分解产生二氧化碳气体,是电池胀包的原因之一,带来安全隐患,并导致钠离子全电池中出现严重的钠离子损失,限制了其能量密度和循环寿命。为了解决这一问题,本研究采用了一种创新性实验方案,将材料表面的有害残碱成分成功转化为NaMgPO4包覆层结构。近年来兴起的差示电化学质谱(DEMS)技术被用来验证该残碱处理工艺的效果。制备的NaMgPO4 包覆层均匀覆盖在正极材料表面,厚度约为5 nm,且具有良好的结晶性。X射线衍射(XRD)分析表明,包覆材料的衍射峰与原始材料的衍射峰完全对应,证明少量包覆不会影响材料的晶体结构。此外,包覆层的存在轻微扩大了钠层间距,提升了正极材料的倍率性能。NNM-2材料展示出优异的倍率性能,在1 C电流密度下首圈放电比容量为169 mAh/g,经过100次循环后容量保持率为74%。在充放电过程中基本不再产生CO2,表明残碱含量显著减少。

    数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    界面动力学对钠离子电池低温性能的影响
    要义杰, 张峻伟, 赵燕君, 梁宏成, 赵冬妮
    2025 (1):  30-41.  doi: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2024.0599
    摘要 ( 231 )   HTML ( 45 )   PDF(5106KB) ( 115 )  

    钠离子电池(SIBs)因其资源丰富、成本低廉、安全性高以及对环境友好等优势被认为是后锂时代最有前途的电池技术。然而,如果没有热保护,钠离子电池在寒冷地区和季节下的应用会受到严重限制。尽管许多单独的过程都会造成低温下SIBs常见的容量损失,但其中大多数过程都会受到电池内部液态电解液的影响。这是因为电解液流动性在低温环境中下降,而且电解液与电极之间的兼容性变差,钠离子(Na+)传输能力显著下降,这会导致SIBs性能突然下降以及循环寿命显著缩短。因此,本文从Na+在主体电解液和界面处的行为进行阐述,从电解质盐、溶剂和添加剂等方面总结了改善SIBs低温下性能的策略,并且指出Na+通过界面处的动力学下降是影响低温下电池性能的主要原因。因此本文着重介绍了关于溶剂化结构的新见解,并且对基于调控溶剂化结构来改善电极/电解液界面(EEI)膜组成以及降低脱溶剂化能势垒的低温电解液设计策略进行系统分析。最后,本文提出了一些基于提升界面动力学改善电池低温性能的潜在策略,旨在更有效地指导低温SIBs的设计。

    数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    高稳定水系锌离子电池PANI包覆钒化合物阴极材料
    鲁杰, 杜娴, 师玉璞, 李卓, 曹娜, 杜珣涛, 杜慧玲
    2025 (1):  42-53.  doi: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2024.0621
    摘要 ( 88 )   HTML ( 17 )   PDF(8268KB) ( 36 )  

    具有多种晶体结构的钒化合物具有较高的理论容量,被认为是一种很有前途的水系锌离子电池阴极材料,但由于钒化合物锌离子扩散缓慢,结构稳定性差,限制了其进一步发展。本文通过简单一步水热法设计合成了Mn(VO3)2-NaV8O20异质结纳米带,并通过静电自组装法将聚苯胺(PANI)薄膜包覆在纳米带表面,制备出Mn(VO3)2-NaV8O20@PANI (PMNVO) 复合材料,在两种策略协同作用下,实现了高效离子-电子协同传输,获得了高锌离子传输速率、高储锌性能、晶体结构稳定水系锌离子电池(AZIBs)阴极材料。实验结果表明,两种晶体间的异质结界面增强了锌的电荷转移动力学,改善了锌的扩散动力学,纳米带形貌提供了更多的反应活性位点。此外,与PANI复合,材料导电性增强,晶体结构更稳定,使得PMNVO具有优异的储锌性能及电化学动力。具体测试结果为,当PMNVO的电流密度为0.2 A/g时,比容量为417.6 mAh/g;在1 A/g下,初始比容量为360.3 mAh/g,200次循环后的容量保持率为91.0%;在8 A/g下,初始比容量为189.3 mAh/g,3000次循环后的容量保持率为99.3%,倍率性能优异且循环寿命较长;表观扩散系数为4.97×10-11~1.87×10-10cm2/s,电化学动力学良好。本文为AZIBs阴极材料的设计提供了一个范例。

    数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    高能量密度与高功率密度兼顾型锂离子电池研究现状与展望
    刘通, 杨瑰婷, 毕辉, 梅悦旎, 刘硕, 宫勇吉, 罗文雷
    2025 (1):  54-76.  doi: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2024.0611
    摘要 ( 609 )   HTML ( 57 )   PDF(9795KB) ( 164 )  

    锂离子电池已成为当前应用最广泛的储能器件,能量密度、功率密度是评价其性能的两个重要参数。然而,高能量密度与高功率密度存在矛盾,有着“此消彼长”的现象。发展高能量密度和高功率密度兼顾型锂离子电池(简称双高型锂离子电池)对于进一步满足高效能、现代化装备(如特种装备、电动无人机等)具有重要意义。关键新材料是决定双高型锂离子电池性能的基本和核心因素,电池性能的跃升需要从储能机制、新材料制备技术出发。本文首先介绍了双高型锂离子电池的定义及关键性能指标,随后综述了双高型锂离子电池关键正极、负极材料及其改性策略等方面的研究进展,以及不同类型的电解质对锂离子电池性能的影响,并对双高型锂离子电池的设计和研发进行了讨论,总结了研究现状、面临的挑战和未来发展趋势,为下一代双高型锂离子电池的设计开发提供了新思路。

    数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    锂离子电池正极补锂技术研究进展
    梅悦旎, 屈雯洁, 程广玉, 向永贵, 陆海燕, 邵晓丹, 张益明, 王可
    2025 (1):  77-89.  doi: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2024.0767
    摘要 ( 532 )   HTML ( 64 )   PDF(4628KB) ( 174 )  

    锂离子电池在首次充电过程中,负极表面形成固态电解质界面膜(SEI膜)的过程会不可逆地消耗电池体系中的活性锂含量,影响电池的能量密度和循环寿命,这一现象在高比能设计的电池中表现尤为明显。通过补锂技术额外补充活性锂是解决这一问题的有效手段。从工艺角度进行区分,当前补锂技术主要分为负极补锂与正极补锂,其中正极补锂技术因其安全性和电池制造工艺兼容性高而受到广泛关注。正极补锂技术主要是指在锂离子电池的正极中添加具有高不可逆容量的含锂化合物,即正极补锂添加剂/正极补锂材料。当前主流的正极补锂材料主要包含二元含锂化合物、三元含锂化合物和有机含锂化合物。此外,正极补锂也可以通过设计过嵌锂正极材料实现活性锂补偿。本文总结了当前基于正极的补锂技术与策略,综述了正极补锂技术的最新研究进展以及在提升锂离子电池首次效率、能量密度及循环寿命中的应用情况,对当前主流的正极补锂策略进行对比分析,并对未来正极补锂策略进一步实现产业化应用作出展望。

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    锂离子电池极片涂布工艺研究进展
    曹巍, 陈飞, 孔祥栋, 朱志成, 韩雪冰, 卢兰光, 郑岳久
    2025 (1):  90-103.  doi: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2024.0574
    摘要 ( 512 )   HTML ( 53 )   PDF(8898KB) ( 145 )  

    锂离子电池极片涂布工艺在电池制造中占据核心地位,直接决定了电池的能量密度、循环寿命及安全性。目前随着新能源行业对电池需求的激增,如何在确保涂布质量的同时提升生产效率,已成为电池制造厂商关注的焦点。面向电池制造数字化和产业化的发展趋势,本文综合分析了锂离子电池极片涂布工艺的发展,对比分析了常见的涂布方法的特点,基于工艺仿真的手段,从内、外流场两个角度,明确了影响涂层质量和效率的关键因素,系统梳理了狭缝式挤压涂布的优化策略和方法,此外,本文还对比分析了产线中在线检测方法的特点,评估了实用性和局限性,并进一步指出了当前研究的不足和未来的发展趋势,旨在为优化锂离子电池涂布工艺提供理论支持和实践指导。

    数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    锂离子电池安全改性策略研究进展
    张文婧, 肖伟, 伊亚辉, 钱利勤
    2025 (1):  104-123.  doi: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2024.0579
    摘要 ( 318 )   HTML ( 53 )   PDF(9006KB) ( 146 )  

    锂离子电池具有高比能、长循环寿命、高功率和低环境污染等优点,在新能源汽车、航空及储能等领域运用广泛。然而,随着锂离子电池能量密度的提升,电池的安全问题也愈发严重,引起人们广泛关注。因此,为了缓解锂离子电池的热失控,提高安全性,研究人员从不同方面提出缓解策略。本文回顾了近年来锂离子电池热失控机理以及从电池材料层面出发进行优化改进以减缓热失控程度的相关文章,首先综述了热失控触发的潜在机制以及不同阶段的反应,包括固体电解质分解、负极和电解质反应、电解质分解及正负极间氧化还原反应等,进而产生大量热以及可燃性气体。其次,基于热失控触发机理,总结了材料层面的改进措施和存在缺陷,如使用复合集流体、添加阻燃剂或自毁剂、使用高安全电解液和多功能性隔膜等,同时也概述了研发高安全电池存在的一些阻碍,如提高安全性的同时会伴随电性能降低等。目的是更好地理解锂离子电池热失控触发机理和提高电池安全的策略,为未来研究人员设计出安全性更高的锂离子电池提供方向,促进锂离子电池发展。

    数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    聚乙二醇基聚合物固固相变材料的研究进展
    陈艳, 黎子琦, 陈南豪, 张一弛, 吴晓鸿, 陈大柱
    2025 (1):  124-139.  doi: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2024.0733
    摘要 ( 261 )   HTML ( 18 )   PDF(12251KB) ( 60 )  

    固固相变材料(SSPCMs)是一类能够通过可逆相变过程高效吸收与释放热能,同时保持固态特性的新型材料,具有相变期间体积变化微小、高温下使用无泄漏和力学性能好等优点,吸引了科技界的广泛瞩目。其中,以聚乙二醇(PEG)为相变单元的聚合物SSPCMs凭借其高储能密度、优异的循环稳定性以及可调控相变温度等独特优势,在能量储存、温度调节及热管理等多个关键领域展现出了巨大的应用潜力。本文围绕近几年PEG基SSPCMs的研究进展,归纳总结其分类和化学制备方法。根据其存在的导热、阻燃、可回收利用差等缺陷,重点讨论了如何对其进行性能优化和改性,以拓宽PEG基SSPCMs的应用,同时总结了在电池、电子设备和柔性可穿戴设备的热管理以及太阳能热能储存等领域的潜在应用研究进展。最后,分析了PEG基SSPCMs目前所面临的挑战,指出未来的研究应致力于环境友好型和多功能化的SSPCMs研发,提高SSPCMs的综合性能、降低成本和增强可行性等,并探索其在更广泛领域的应用潜力,进一步推动其实际应用。

    数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    储能系统与工程
    复合水系灭火剂抑制磷酸铁锂电池火灾实验
    李可, 朱顺兵, 陶致格, 王赫
    2025 (1):  140-151.  doi: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2024.0651
    摘要 ( 113 )   HTML ( 19 )   PDF(3867KB) ( 55 )  

    为了探究复合水系灭火剂对磷酸铁锂电池火灾的抑制效果,选定水溶性盐类物质及表面活性剂开展不同浓度单一组分的灭火实验,基于此结果复配得到4种复合水系灭火剂(complex solution,CS),并研究灭火剂的表面张力及热解特性揭示灭火机理。同时开展不同细水雾特性参数下锂离子电池火灾灭火实验,研究细水雾工作压力及雾化锥角对火灾抑制效果的影响。结果表明施加4种复合水系灭火剂后均有效阻断了锂离子电池组热失控传播。根据各项灭火参数及灭火剂有效性综合评估结果,配方为:0.15% FC-4(全氟丁基磺酰氟)、1% APG0810(癸基葡糖苷)、0.32% CH4N2O(尿素)、2% NaHCO3(碳酸氢钠)的CS-4灭火剂综合灭火效果突出。高压细水雾对火焰压制能力更强,而低压细水雾下的火焰在得到初步抑制后出现强化现象。灭火剂对火灾的抑制效率随细水雾雾化锥角的增大呈现“V”形趋势,实验雾化锥角为60°时效果最好。复合水系灭火剂及细水雾灭火系统特性参数综合研究,可为锂离子电池火灾消防控制策略、灭火剂开发提供借鉴,为锂电池储能电站的安全防护提供参考。

    数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    关键因素对储能浸没式锂电池包温度特性影响的研究
    李岳峰, 丁纬达, 韦银涛, 孙勇, 饶庆, 项峰, 姚颖聪
    2025 (1):  152-161.  doi: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2024.0638
    摘要 ( 193 )   HTML ( 21 )   PDF(9431KB) ( 78 )  

    随着储能电池热管理技术的不断迭代和创新,直接浸没式液冷技术展现了极大的应用潜力。相比间接冷板液冷技术,直接浸没式液冷技术在电池换热和均温上取得了极大的突破。在目前,虽然关于电池浸没式冷却的研究层出不穷,但仍缺乏关键影响因素对于浸没式电池包温度特性研究的系统归纳和全面研究。因此,本工作以自研新型浸没式电池包系统为基础,通过数值仿真分别探究了冷却液类型、电芯发热量和流道结构对于浸没式系统温度特性的影响。研究发现:氟化液作为浸没冷却液具有最佳的温度性能表现,其次是硅油和矿物质油。决定冷却液性能的关键参数在于流体运动黏度;相比冷板式,浸没式在低中高充放倍率下均展现了更优异的冷却性能,且在中高电芯发热量时浸没式对于电池温度性能的提升更为明显。1 C条件下,浸没式电池包最高温度、最大温差和顶底最大温差分别降低了27.26 ℃、1.76 ℃和32.03 ℃;流道结构显著提高了电池包的温度性能;相比无流道,带流道结构的电池包最高温度、最大温差和顶底最大温差分别降低了3.34 ℃、2.65 ℃和1.54 ℃。主要是因为流道结构通过改变电池包内流线的空间分布从而改善了冷却液分布的均匀性。本研究为今后浸没式电池包的热设计及电芯和冷却液的选型提供了参考和热流场规律总结。

    数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    基于CMMOPSO算法的构网型储能接入高比例新能源电网的优化配置
    刘默斯, 孙志媛, 李今昭, 郑琨, 陈立春
    2025 (1):  162-171.  doi: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2024.0762
    摘要 ( 130 )   HTML ( 15 )   PDF(2515KB) ( 21 )  

    构网型储能在新型电力系统中的作用至关重要,比如参与电力系统调频和惯量控制等。然而,构网型储能的调节作用能否充分发挥,取决于其容量和位置是否正确配置。为解决构网型储能接入电网的优化配置问题,本工作研究了构网型储能参与高比例新能源电力系统调频的定容选址优化配置方法。首先,研究了高比例新能源下构网型储能参与调频的控制策略,包括构网型储能有功-频率下垂控制策略和构网型储能虚拟同步机控制策略,提出将两种控制策略进行协同使用的综合调频方法。然后,以调频效果指标、电网脆弱性指标和储能经济性为多目标进行优化,采用交叉变异多目标粒子群算法(CMMOPSO),结合逼近理想解排序法(TOPSIS),从解集中根据信息熵法权重,最终得到构网型储能电站选址定容的优化方案。最后,在某区域电网实际算例中进行验证和优化分析。

    数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    车用机电一体化复合储能系统的能量特性分析
    朱杰
    2025 (1):  172-174.  doi: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2024.1248
    摘要 ( 49 )   HTML ( 13 )   PDF(497KB) ( 35 )  

    本文旨在深入探讨车用机电一体化复合储能系统的能量特性,通过分析其组成、工作原理、各储能元件的性能以及能量管理策略,阐述该系统在电动汽车领域的应用优势及未来发展方向。通过文献综述、理论分析的方法,本文揭示了复合储能系统在提高电动汽车续航里程、加速性能、能量回收效率等方面的显著作用,为电动汽车技术的发展提供了有价值的参考。

    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    分段供热策略提高氨分解率和能量利用效率的研究
    刘斌, 康宗耀, 王欣, 刘伟, 庄竣博, 陈文俊, 折晓会
    2025 (1):  175-182.  doi: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2024.0622
    摘要 ( 98 )   HTML ( 10 )   PDF(1742KB) ( 60 )  

    氨分解制氢在氨氢储能系统中占据关键地位,电加热制氢在催化剂作用下展现出高效灵活性,已成为应用最广泛的方式。为了提高分解器的氨分解率以及能量利用效率,本文提出了一种新的加热策略,即对氨分解器进行分段供热,并基于Temkin-Phyzev反应动力学模型和塞流式反应器模型对氨分解器进行了仿真分析。首先,分析了均匀加热方式下分解器参数,确定反应器内温度及各组分的摩尔分数分布,明晰了影响能量利用效率的因素。其次,对比五种加热覆盖率下氨分解率和能源利用效率,优化最佳配置参数并验证分段供热原理,并分析能源利用效率以验证分段供热的合理性。结果表明,氨分解反应在分解器入口段分解速率较快、所需能量较高。总能量供应不变时,分段供热使氨分解率和能源利用效率显著提高。随着能量供应向前端集中,氨分解效率提高,出口处分解气温度降低。在加热覆盖率小于20%时,氨分解率基本保持不变。本研究对于提高氨分解率和能量利用效率具有重要意义,为氨氢储能技术的发展提供了有价值的见解。

    数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    基于BP神经网络结合ERA5数据的风电功率预测
    王婷婷, 李斯胜, 于伟, 能锋田, 李星南, 杨佳琳, 熊亮
    2025 (1):  183-189.  doi: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2024.0603
    摘要 ( 136 )   HTML ( 14 )   PDF(3007KB) ( 31 )  

    随着我国风力发电技术的不断发展和完善,风电在电力系统运行和调度的作用越来越突出。为了高效准确地预测风电功率,减少大量风电入网带来的负面影响,本文基于BP神经网络结合ERA5数据对我国北方某风电场进行风电功率预测,并采用粒子群优化(particle swarm algorithm,PSO)算法优化模型,结合平均绝对误差、均方根误差和Pearson相关系数分析风电功率预测效果。结果表明,模型训练集中预测与实测风电功率变化趋势基本一致,呈现同增同减的趋势,BP模型的平均绝对误差为702.12 W,均方根误差为1000.18 W,相关系数为0.91,PSO-BP模型的平均绝对误差为700.75 W,均方根误差为995.16 W,相关系数为0.94;测试集中ERA5数据在一定程度上高估了风电功率,但整体趋势基本一致,BP模型的平均绝对误差为861.09 W,均方根误差为1150.86 W,相关系数为0.81;PSO-BP模型的平均绝对误差为829.55 W,均方根误差为1117.39 W,相关系数为0.83,模型的预测效果相对较好,PSO-BP模型相较于BP模型的预测效果均有一定程度的提高,在该区域的风电功率预测方面有较好的适用性。研究结果可为缺乏观测数据或观测数据质量不高的地区预测风电功率提供参考。

    数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    配电网通信与分布式储能技术协同应用的意义与发展
    田野, 王珊珊, 姚旭, 刘佳鑫, 韩晓冬
    2025 (1):  190-192.  doi: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2024.1246
    摘要 ( 43 )   HTML ( 11 )   PDF(508KB) ( 22 )  

    电力系统发展及分布式发电普及,使配电网稳定性和运行效率成为研究重点。配电网通信技术实现设备信息传递与数据交换,支持电网监控、控制与管理;分布式储能技术是调峰调频的重要手段,对电网稳定性意义重大。两者协同应用是电力系统重要发展方向,对提高电网稳定性、可靠性,优化能源配置,提升电能质量等有重要意义。本研究就此进行综述,包括技术进展、原理、优势及协同应用的意义与发展,配电网通信与分布式储能技术的协同应用,是当前电力系统领域的一个重要发展方向,对提高电网的稳定性和可靠性、优化能源配置、提升电能质量等方面具有重要意义。

    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    计及系统可靠性约束的配电网储能优化配置
    李渊, 郑舒, 陈永华, 王俊, 王子辉
    2025 (1):  193-202.  doi: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2024.0541
    摘要 ( 142 )   HTML ( 13 )   PDF(1073KB) ( 72 )  

    针对配电网储能选址定容过程中系统可靠性提升需求难以实现同步快速量化分析的问题,本工作提出了计及系统可靠性约束的配电网储能优化配置模型与求解方法。首先选取系统电力不足期望指标量化考察储能配置对系统可靠性的提升作用,建立了兼顾经济性与可靠性目标的配电网储能优化配置双层规划模型,上层以配电网配置储能的净投资成本最小为优化目标,下层以配电系统N-1故障下负荷削减量最小为优化目标;其次基于内点法求解优化问题过程中的KKT条件及复合函数求导法则,推导出系统可靠性指标对储能出力上限及容量灵敏度分析解析表达式,并将其代入到线性化后的系统可靠性不等式约束中,实现上下层模型间的参数传递;最后以改进的IEEE RTS-79测试系统算例为例,验证了所设计的双层规划模型与所推导的灵敏度分析解析表达式的有效性与合理性。

    数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    带径向进气腔室的轴流透平导叶周向非均匀分布研究
    许彬, 朱阳历, 王星, 熊军, 潘现超, 徐玉杰, 陈海生
    2025 (1):  203-218.  doi: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2024.0606
    摘要 ( 75 )   HTML ( 10 )   PDF(15234KB) ( 25 )  

    压缩空气储能系统透平径向进气腔室结构的存在会造成透平入口进气周向不均匀,导致透平性能下降。因此对压缩空气储能系统耦合径向进气腔室的单级轴流透平进行数值模拟,探究了导叶周向非均匀分布对透平等熵效率及其内部流场的影响机理。以拉丁超立方采样方法获得大量样本方案,通过参数化处理及软件交互实现三维模型、网格的动态更新及模拟,实现采用正弦调制函数周向布置的非均匀导叶全过程自动化模拟。结果表明,导叶周向非均匀度小于10%时,透平等熵效率、膨胀比及质量流量等总体性能参数与初始均匀分布方案相比变化小于0.1%;导叶周向非均匀度超过15%时,会对透平内部流场产生明显的负面影响,造成导叶段压损增大,透平总体膨胀比下降,质量流量增大,等熵效率呈下降趋势,最高下降约1%。

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    智能电网中自动化控制与储能技术的协同应用研究
    闻娜, 刘成伟, 张晓阳, 高健, 麻丽明
    2025 (1):  219-221.  doi: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2025.0116
    摘要 ( 60 )   HTML ( 12 )   PDF(506KB) ( 68 )  

    智能电网作为现代能源系统的重要组成部分,其发展离不开自动化控制与储能技术的协同应用。在提升电网运行效率、稳定性与可靠性方面,计算机驱动的自动化控制技术与储能技术具有重要意义。本文聚焦智能电网中自动化控制与储能技术的协同应用,并提出优化路径,以推动电网高效运行与稳定发展,促进智能电网技术的持续创新与应用,最终为电网的可持续发展提供强大的技术支撑。

    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    考虑多控制环路影响的VSG型构网储能 dq 阻抗建模及稳定性分析
    陈建荣, 赵波, 赵炳洋
    2025 (1):  222-239.  doi: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2024.0629
    摘要 ( 151 )   HTML ( 12 )   PDF(3602KB) ( 30 )  

    新型电力系统同步机比例的减少对系统稳定运行带来挑战,构网储能系统因具有电压源外特性和良好的弱网稳定性受到广泛关注。但构网储能本质仍是多控制环路多控制参数的电力电子设备,因此构网储能自身稳定性问题需要考虑。目前针对多环路控制的跟网储能稳定性研究较多,而构网型的稳定性研究较少。因此本工作考虑虚拟同步发电机(VSG)型构网储能主电路与功率环,从实际控制需求角度出发,进一步考虑电压环、电流环以及虚拟阻抗环,选择dq坐标系,建立多环路小信号模型与等效输出阻抗模型。接着分析了控制环路参数对不同频段阻抗特性的影响,并由阻抗法进行并网小信号稳定性分析。最后通过仿真验证。相关结果表明:VSG型构网储能在低频段(1~10 Hz)存在负阻尼特性,功率环会诱发低频负阻尼谐振频率增大,电压环则会诱发系统中频段(10~100 Hz)出现负阻尼特性,电流环则会诱发系统高频段(100~10000 Hz)出现负阻尼特性。弱电网工况下,功率环阻尼的减小与虚拟惯量的增大、电压环比例系数的减小与积分系数的增大均会引发低频振荡导致系统失稳,而电流环对系统稳定性影响小。在短路比(SCR)为2时,引入虚拟阻抗环,功率环控制参数稳定区域面积扩大约1.67倍,电压环控制参数稳定区域面积扩大约4.5倍。

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    压缩CO2 储能技术研究现状及发展趋势
    关苏敏, 钟声远, 李翰宸, 丁若晨, 苏文, 蔺新星, 汤正阳, 杜娟
    2025 (1):  240-254.  doi: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2024.0710
    摘要 ( 189 )   HTML ( 23 )   PDF(4942KB) ( 75 )  

    作为一种新型的压缩储能技术,压缩CO2储能近年来受到学术界及企业界的广泛关注,可满足我国大规模长时储能的需求,具有良好的发展前景。对此,本文从压缩CO2储能系统、CO2存储装置两方面梳理了该技术的研究现状。结果表明,现有压缩CO2储能系统主要分为5类,即低压罐超临界/高压罐超临界储能、低压罐液态/高压罐超临界储能、低压罐气态/高压罐超临界储能、低压罐液态/高压罐液态储能、低压罐气态/高压罐液态储能。理论研究主要在于系统性能的稳态分析,鲜有系统全工况的动态特性分析,而示范项目则多采用高压液态-低压常压柔性存储的储能方案。对于CO2存储装置,主要有地下咸水层、地下盐穴、柔性储气棚、吸附储气床、储气罐及储液罐,其中柔性储气棚、储气/液罐已有工程应用,但储气棚体积巨大,而储罐内CO2在充放电过程中的热力特性仍需进一步研究。在此基础上,本文介绍了压缩CO2储能系统未来发展的趋势。一方面,压缩CO2储能涉及多种能源形式,可与外界冷热源及其他热力系统耦合,以满足负荷侧冷热电储的需求,提高系统整体能效水平。另一方面,可引入有机工质与CO2混合,解决低压CO2液态存储的易结干冰、系统压比较低的问题,从而实现高低压液态存储,以极大提高压缩储能密度。

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    基于直线电机的废弃矿井重力储能系统研究进展与关键技术
    闫文举, 王洋, 孙芯竹, 陈昊, 王青
    2025 (1):  255-268.  doi: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2024.0623
    摘要 ( 135 )   HTML ( 11 )   PDF(3656KB) ( 31 )  

    新型储能是推动能源转型和构建新型“源网荷储”电力系统的重要基础装备,已成为我国战略性新兴产业。近年来,在国家政策和技术研发创新的双轮驱动下,我国新型储能规模化发展趋势逐渐呈现。重力储能因其高效、环境友好、稳定性高、具有大规模储能能力而作为一种新型储能技术受到无数专家和学者的关注。与此同时,地下资源的枯竭使部分矿井面临废弃。本文回顾了国内外竖井式重力储能系统的发展状况,说明了废弃矿井在重力储能技术的发展中可以作为一种再利用资源为人们所用,构建了基于直线电机的竖井式重力储能系统的数学模型,着重介绍了直线电机在废弃矿井这一特殊应用场景中的应用价值,使用滑轨代替了旋转电机运行过程中的缆绳,有助于提高竖井式重力储能系统的稳定性,分析了竖井式重力储能系统可能存在的几种构型,对比了不同直线电机结构方面的优缺点,阐述了直线电机不同运行状况下的控制技术以及控制目标,概括了现有的多电机控制技术,展望了未来直线电机在竖井式重力储能系统中的应用。

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    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
    2025 (1):  269-282.  doi: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2024.0590
    摘要 ( 113 )   HTML ( 10 )   PDF(4020KB) ( 25 )  

    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。

    数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    新能源汽车制造技术的研究与创新
    李万里, 凌黎明
    2025 (1):  283-285.  doi: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2024.1249
    摘要 ( 72 )   HTML ( 19 )   PDF(517KB) ( 137 )  

    面对全球能源危机和环境污染问题的不断加剧,新能源汽车正逐步取代传统燃油汽车,成为汽车工业发展的主要趋势。本文探讨了新能源汽车制造技术的最新研究与创新,重点分析了智能制造技术在新能源汽车生产中的应用,包括电池技术、电机技术、电控系统、轻量化设计、智能驾驶技术等方面的最新进展。通过梳理国内外研究成果,本文旨在为新能源汽车产业的持续发展提供理论支持和技术指导。

    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    储能测试与评价
    锂离子电池失效分析中的几种物性表征技术及其应用
    张建茹, 王其钰, 李庆浩, 张献英, 王碧童, 禹习谦, 李泓
    2025 (1):  286-309.  doi: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2024.0570
    摘要 ( 292 )   HTML ( 62 )   PDF(27120KB) ( 156 )  

    锂离子电池失效分析是关乎电池研发、老化机制解析及电池梯次利用的重要课题,分析结果的准确性离不开对材料和器件性能参数的准确测试和表征。现有物性表征技术较多,相关测试项目、测试周期、样品制备以及设备普及性的不同导致其使用频率和应用场景有所差异。同时,越来越多的先进表征技术逐渐被应用到锂离子电池的表征分析及机理研究中来,如同步辐射技术、中子衍射、核磁共振等。本文介绍了锂离子电池失效分析中几种使用频率较高和功能较为前沿的物性表征技术,综述了不同技术在锂离子电池材料器件表征分析和失效机制研究中的应用案例,希望能够助力科研人员更好更快地选择合适的表征手段,为锂离子电池失效分析提供更直接有力的数据支撑。

    数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    石墨-磷酸铁锂软包电池循环过程中的应变演变与荷电状态估计
    杜进桥, 张怡, 田杰, 黄锴, 沈越
    2025 (1):  310-318.  doi: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2024.0653
    摘要 ( 162 )   HTML ( 26 )   PDF(3004KB) ( 68 )  

    锂离子电池(LIBs)因其高能量密度、长寿命和低成本等优点,已广泛应用于储能领域。由于正负极在循环过程中发生周期性体积变化,电池产生应力和应变累积,而应变演变与电池的荷电状态(SOC)密切相关。因此,实时监测电池的应变变化对于电池的长期安全稳定运行至关重要。因此,本文采用光纤布拉格光栅(FBG)传感器对石墨-磷酸铁锂(AG||LFP)软包电池进行了应变监测。设计了光纤与电池及电极片的结合方式,原位监测了各电极以及电池整体的应变演化,并分析了软包电池中应力的成因。进一步地,基于应变量对AG||LFP软包电池的SOC进行了估计,展示了FBG传感器在电池荷电状态监测中的潜力。

    数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    基于短期充电数据和增强鲸鱼优化算法的锂离子电池容量预测
    陈峥, 彭月, 胡竞元, 申江卫, 肖仁鑫, 夏雪磊
    2025 (1):  319-330.  doi: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2024.0686
    摘要 ( 101 )   HTML ( 17 )   PDF(2899KB) ( 34 )  

    为解决采用数据驱动的方法对锂离子电池容量进行预测时,难以获取完整充电数据、数据采样精度低和特征因子提取质量不佳等问题,本工作提出了一种基于短期充电数据和增强鲸鱼优化算法的锂离子电池容量预测方法。首先,为提升数据精度,利用三次样条插值对充电数据进行补充。其次,通过挖掘充电电压曲线与容量衰退之间的规律,确定特征因子为某充电时间区间的电压增量,并利用增强鲸鱼算法,从短期充电数据中实现了老化特征的有效提取。随后,构建了高斯过程回归容量预测模型,在确定训练数据量后,对比了不同算法的预测结果,验证了所构建模型的有效性。最后,将该方法在不同电池上进行测试,验证了预测精度和泛化能力。结果表明:对于实验室数据集,将前15%老化特征作为训练集时,可将该类电池最大误差控制在2.49%以内,且97%的预测误差控制在1.5%内;对于公开数据集,仅12组训练数据就能将该类电池最大误差控制在1%以内,实现了利用低精度和短期充电数据对电池容量的准确预测。

    数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    基于ABC-LSTM模型的锂离子电池剩余使用寿命预测
    刘勇, 于怀汶, 刘大鹏, 穆勇, 王瀛洲, 张秀宇
    2025 (1):  331-345.  doi: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2024.0675
    摘要 ( 185 )   HTML ( 18 )   PDF(5423KB) ( 50 )  

    为了保证储能系统的安全稳定运行,准确预测锂离子电池的剩余使用寿命(remaining useful life,RUL)至关重要。本工作提出了一种基于人工蜂群算法(artificial bee colony,ABC)和结合dropout技术的长短期记忆网络(long short-term memory,LSTM)相结合的综合预测模型,可有效提高锂离子电池RUL预测的准确性。首先,利用dropout正则化方法有效减轻过拟合现象的优势,提高预测模型的泛化能力。其次,引入针对容量回升及数据噪声问题的激活层网络结构,显著提升模型对复杂非线性数据的处理能力。然后,结合ABC算法优化LSTM综合预测模型的超参数,避免模型陷入局部最优解,提高RUL预测精度。最后,通过NASA研究中心及CALCE的公开数据集验证所提模型的预测准确性和鲁棒性。本工作对基于40%和60%训练数据的不同算法预测性能进行实验分析验证,并与麻雀优化算法、座头鲸优化算法等群体优化算法进行比较。实验结果表明,所提出的ABC-LSTM综合预测模型可以更加准确地捕获锂离子电池容量退化的全局趋势及局部特征,其中60%比例的RUL预测结果的均方根误差平均保持在1.02%以内,平均绝对误差平均保持在0.86%以内,拟合系数高达97%以上。

    数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    基于自适应最优组合核函数高斯过程回归的锂电池健康状态区间估计
    刘迎迎, 张孝远, 刘梦楠, 孙俊章, 张艳
    2025 (1):  346-357.  doi: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2024.0473
    摘要 ( 139 )   HTML ( 9 )   PDF(3079KB) ( 35 )  

    锂电池健康状态(state of health, SOH)的退化过程在一定程度上是一个非平稳随机过程,使得当前多数点估计机器学习方法在实际应用中受到限制。基于贝叶斯理论的高斯过程回归(Gaussian process regression, GPR),因可输出估计结果的不确定性,近年来在锂电池SOH区间估计中得到广泛应用。然而,GPR的性能很大程度上取决于其核函数的选择,当前研究多凭借经验选用固定单一核函数,无法适应不同的数据集。为此,本文提出一种基于自适应最优组合核函数GPR的锂电池SOH区间估计方法。该方法首先从电池充放电数据中提取出多个健康因子(health factor, HF),并采用皮尔森相关系数法优选出6个与SOH高度相关的健康因子作为模型的输入。然后,在当前常用的7个核函数集合上,通过两两随机组合构造新的组合核函数,并利用交叉验证自适应优选出最优组合核函数。采用3个不同数据集对所提方法进行了验证,结果表明:本文方法具有出色的SOH区间估计性能。在3个公开数据集上,平均区间宽度指标在0.0509以内,平均区间分数大于-0.0004,均方根误差小于0.0181。

    数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    基于减平均优化算法与双向长短期记忆网络的锂离子电池健康状态估算
    李建萱, 林琛, 周忠凯
    2025 (1):  358-369.  doi: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2024.0526
    摘要 ( 78 )   HTML ( 11 )   PDF(3334KB) ( 29 )  

    准确的健康状态(state of health,SOH)估算可以确保锂离子电池安全可靠运行,延长其使用寿命。针对当前许多健康特征无法表征电池老化机理,异常工况时无法准确追踪SOH变化趋势的问题,本文提出一种经验模型与数据驱动相结合的SOH估算方法。将锂离子电池负极固体电解质界面(SEI)膜增厚机理融入Arrhenius定律中构建经验模型,然后采用最小二乘法进行参数辨识,并分别计算每个参数与容量的Spearman相关系数。结果表明,它们与容量衰退都具有强相关性,可以作为估算SOH的健康特征。此外,为了克服双向长短期记忆(bidirectional long and short term memory,BiLSTM)网络参数较多且容易陷入过拟合的问题,本文使用减平均优化(subtraction average based optimizer,SABO)算法对BiLSTM的超参数进行寻优,建立SOH估算模型。最后,采用实验测试数据与美国航空航天局(National Aeronautics and Space Administration,NASA)数据验证了所提方法的适应性,并与长短期记忆(long and short-term memory,LSTM)网络、双向长短期记忆网络以及粒子群优化(particle swarm optimization,PSO)的双向长短期记忆网络3种算法的估算结果进行对比。结果表明,采用SABO-BiLSTM算法估算4节电池SOH的平均绝对百分比误差分别为0.043%、0.053%、0.259%、0.230%,相较于LSTM降低了94.58%、92.85%、88.65%、90.13%,相较于BiLSTM降低了89.11%、91.60%、77.90%、76.41%,相较于PSO-BiLSTM降低了58.65%、58.91%、65.37%、69.29%。

    数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    BDD-DETR:高效感知小目标的锂电池表面缺陷检测
    邢远秀, 刘颛玮, 邢玉峰, 王文波
    2025 (1):  370-379.  doi: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2024.0591
    摘要 ( 188 )   HTML ( 20 )   PDF(7302KB) ( 61 )  

    针对锂电池外壳端面缺陷尺度和形状差异大而导致小目标缺陷识别困难等问题,提出BDD-DETR (battery defects detection-detection transformer)的锂电池表面缺陷检测算法。BDD-DETR架构在通用的特征提取模块和检测头模块间融入全新的模块特征感知与融合网络,通过自适应特征感知模块和特征融合路径从多个方向融合网络的深层与浅层特征,增强关键特征信息响应并抑制冗余特征,进一步提升模型多尺度特征融合能力和小目标感知能力;此外,为了减小缺陷边界框回归时的距离偏差和形状偏差,采用Shape IoU(shape intersection over union)损失函数训练网络模型。实验结果表明,在构建的锂电池端面缺陷数据集上,与Co-DETR(collaborative-detection transformer)比较,BDD-DETR平均精度提升了3.7%,小尺度目标检测精度提升了8.9%,平均召回率提升了1.1%,在锂电池的小目标缺陷检测性能上优于目前一些先进的目标检测方法。

    数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    基于EEMD-GRU-NN锂离子电池表面温度预测方法研究
    叶石丰, 洪朝锋, 綦晓, 吴伟雄, 谭子健, 周奇, 张兆阳
    2025 (1):  380-387.  doi: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2024.0571
    摘要 ( 106 )   HTML ( 7 )   PDF(2081KB) ( 31 )  

    随着全球可持续能源需求的持续增加,储能电池的安全性愈发重要。准确预测电池温度可以防止电池过热,避免因温度过高导致的电池故障、起火或爆炸,从而提高设备的安全性。为此,本研究提出一种基于集合经验模态分解(ensemble empirical mode decomposition,EEMD)的门控循环单元(gated recurrent unit, GRU)和基础神经网络(neural network, NN)联合预测方法。首先,利用EEMD将锂电池温升数据分解为周期分量和趋势分量,并将其作为监督学习的离线训练目标值;然后,结合电池温度特性选取合适的特征参数作为模型的输入特征,针对分解得到的不同分量,分别构建基于GRU和NN的实时在线预测模型;最后,将两种模型的输出叠加作为最终预测结果,并通过与常见神经网络模型的比较,证明了所提出方法的准确性。实验结果表明,在常温下,本研究提出的方法在各个评价指标上均优于常见模型,预测结果的均方根误差为0.10 ℃,平均绝对误差为0.075 ℃,最大误差为0.34 ℃。此外,在极端环境下,模型的预测能力有所下降,但其误差仍在合理范围内,证明了该模型在极端条件下仍具有较好的适应能力。

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    热点点评
    锂电池百篇论文点评(2024.10.12024.11.30
    郝峻丰, 岑官骏, 乔荣涵, 朱璟, 孙蔷馥, 张新新, 田孟羽, 金周, 詹元杰, 闫勇, 贲留斌, 俞海龙, 刘燕燕, 周洪, 黄学杰
    2025 (1):  388-405.  doi: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2024.1215
    摘要 ( 252 )   HTML ( 35 )   PDF(1228KB) ( 213 )  

    本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10月1日至2024年11月30日上线的锂电池研究论文,共有6602篇,选择其中100篇加以评论。正极材料方面主要研究了高镍三元的包覆和掺杂改性,以及其在高电压下所发生的表面和体相的结构演变。合金化储锂负极材料的研究侧重于复合电极结构设计和各类黏结剂的开发,以缓解循环过程中负极材料的体积变化,维持电极完整性。固态电解质的研究主要包括对现有固态电解质的合成、掺杂、结构设计、稳定性和相关性能研究以及对新型固态电解质的探索。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。固态电池方向更多关注于复合正极设计、界面改性和影响锂枝晶生长的因素,同时出现了更多关于固态锂硫电池的研究论文。关于电池产热和气体成分、失效机制、热失控、界面稳定性的电池模型、表征和分析论文也有多篇。理论模拟工作多是关于无机固体电解质中离子输运的研究。

    数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    基于BERTopic主题模型的锂电池前沿监测及主题分析研究
    周洪, 俞海龙, 王丽平, 黄学杰
    2025 (1):  406-416.  doi: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2024.0697
    摘要 ( 124 )   HTML ( 12 )   PDF(12133KB) ( 30 )  

    随着锂电池领域论文数量的激增和研究主题的日益丰富,准确监测该领域的发展趋势和把握最新研究动向变得日益复杂。通过运用大数据和机器学习技术,采用BERTopic主题模型对Web of Science数据库中的18万余篇锂电池论文进行文本分析,绘制了锂电池领域的主题图,识别了新兴研究主题和高被引主题。结果表明,锂电池研究活动正显著加速,锂硫电池、锂枝晶生长抑制、电池回收和金属回收等新兴主题快速发展,而材料研究如二硫化钼纳米材料、氧化铁电极材料则具有显著的高学术影响力。研究还探讨了《锂电池百篇论文点评系列》对当前锂电池研究主题的监测情况,该系列对多数科学技术主题有良好覆盖。本研究为锂电池领域的主题监测提供了新方法,为政策制定和技术研发提供了情报支持,并为“锂电池百篇论文点评”系列的后续研究提供了参考。

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    储能学科建设
    储能科学与工程专业人才培养现状调研与思考
    饶中浩, 郑喜颖, 卢晓萍, 刘树达, 刘新健, 李孟涵
    2025 (1):  417-426.  doi: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2024.0725
    摘要 ( 184 )   HTML ( 26 )   PDF(3131KB) ( 45 )  

    储能技术是提高可再生能源的消纳比例,促进能源结构转型,推动“双碳”目标实现的重要途径;随着储能行业蓬勃发展,储能技术快速迭代,当前储能领域正面临严重的人才短缺问题;储能科学与工程专业的建设与发展,是培养储能领域拔尖创新人才的关键保障。目前已获批该专业建设的84所高校充分发挥自身学科特点和优势,形成了多样化的人才培养方案,西安交通大学等高校在储能专业人才培养方面已取得了显著成效,为储能科学与工程专业发展提供了重要参考。尽管目前储能科学与工程专业建设期较短,但对该专业人才培养现状及社会影响力的深入分析将有助于进一步明确专业的优化方向。本文在分析各高校培养方案的基础上,采用问卷和访谈相结合的方法对储能科学与工程专业的人才培养现状进行调研与分析,研究结果揭示了储能科学与工程专业在培养方案、学科交叉、平台构建、资源配置和影响力建设等方面的成效及其未来的优化方向。本研究旨在为我国储能科学与工程专业的未来发展提供有益的参考及建议。

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    储能技术经济性分析
    中国储能产业高质量发展水平综合评价研究
    王琢璞, 鲁刚, 岳芬
    2025 (1):  427-438.  doi: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2024.0670
    摘要 ( 106 )   HTML ( 27 )   PDF(948KB) ( 98 )  

    在能源低碳转型持续加快推进的背景下,储能作为灵活调节资源发挥着举足轻重的作用,储能产业的发展相应迎来重大机遇。为了填补当前储能产业发展评价标准缺失的空白,本文在全面解析储能产业高质量发展内涵的基础上,构建了储能产业高质量发展综合评价体系,旨在为储能产业发展提供一套科学、系统的评估工具,以促进其健康发展并提升产业整体竞争力。评价结果表明2021—2023年储能产业高质量发展水平提升速度较快,但存在基础目标与衍生目标推进不协调的阶段性失衡问题,主要驱动力来源于“推动现代化产业体系建设”维度和“促进经济社会可持续发展”维度。障碍度模型的计算结果进一步证实了“服务电力系统转型升级”是当前制约储能产业高质量发展的核心维度,该维度的障碍度不断提升且排名始终居于首位。具体在不同维度内,储能产业也存在诸如储能电站安全稳定性下降、产业链韧性较弱、企业全要素生产率下降等亟须重视和解决的关键问题。最后,为进一步推动储能产业高质量发展提出了相关建议。

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    双碳视域下储能行业发展机制浅析
    张怀重
    2025 (1):  439-442.  doi: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2024.1144
    摘要 ( 63 )   HTML ( 18 )   PDF(580KB) ( 57 )  

    储能是现代电力大规模存储的关键,对于供电网络的稳定性和灵活性具有重要作用。随着清洁型能源的大规模应用,电力系统会面临一系列波动,而储能产业的发展无疑可以有效缓解电力应用压力,对于能源技术开发具有重要意义。文章针对“双碳”视域下的储能产业发展机制问题进行分析,首先阐述了储能产业的发展环境,包括现有的市场环境和政策环境等。然后阐述了储能行业的发展机制体系,最后分析了现阶段我国储能产业的核心发展问题与挑战并提出了一系列发展建议,包括完善储能产业发展政策、强化关键技术研究、推动产业链发展、构建完善的储能标准化建设体系以及提高储能产业独立性等。

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    基于BMWTOPSIS的新型储能场景适用性评价
    赵娟, 李秉晨, 王喆, 岳芬, 惠子珈, 张兴
    2025 (1):  443-455.  doi: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2024.0744
    摘要 ( 111 )   HTML ( 9 )   PDF(971KB) ( 26 )  

    目前,实际投运的新型储能项目技术类型和应用场景都较为单一,未来随着新储能技术类型及场景应用逐渐扩大,有必要建立考虑多种技术类型的场景适用性评价体系,以对比各场景的成熟度和各类储能在不同场景下的综合表现。首先,分析了典型场景下为满足不同时间尺度有功功率平衡的电力系统调节需求,从功率、时长、响应时间等方面对比了不同场景对储能的技术需求;基于设定的能量型场景、功率型场景和综合场景,给出了实际中常见的典型配置方案。然后,提出一种BWM和TOPSIS相结合的储能适用性评价方法,建立了包含技术、经济性、潜力和可持续性4类11个指标的综合评价指标体系。最后,采用专家打分和BMW赋权法对三类场景赋权重,采用TOPSIS方法对11种典型配置方案进行场景适用性评价,研究结果可为规划布局新型储能技术提供指导。

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    日本燃料电池汽车与加氢站的发展历程对中国的启示
    曹艳刚, 高翔, 张军, 张明震, 张艳蕊
    2025 (1):  456-463.  doi: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2024.0547
    摘要 ( 98 )   HTML ( 15 )   PDF(880KB) ( 60 )  

    随着我国燃料电池汽车示范规模逐步扩大,产业带动效应日趋显现。除五大示范城市群外,我国燃料电池汽车推广总体规模较为有限,示范效果尚不能被很好复制,地方政府在推动产业发展时仍纠结于先购置燃料电池汽车还是先建设加氢站的问题。本文对比分析了国际发展情况,选择以日本燃料电池汽车推广及加氢站建设的经验进行分析,回顾日本燃料电池汽车和加氢站大规模推广之初,在燃料电池汽车具备推广基础后,由政府首先引导的加氢站建设,呈现出不同发展阶段车与站的相互促进或相互制约的特点。在其进入市场化阶段后,需求是拉动因素,车与站二者相互促进,但片面追求车或站的数量,而忽略了加氢站的实际服务能力,则难以支撑车与站协调情况下的规模化发展。与此同时,加氢站建设中,构建更聚焦与解决产业发展问题的联盟组织,有助于从全产业链角度促进成本下降和总体经济性的提升,进而推动燃料电池汽车广泛应用。为此,结果说明了我国在推动燃料电池汽车示范中,应充分借鉴国际成熟经验与行业组织的推动作用,在燃料电池汽车与加氢站合理匹配方案基础上加快燃料电池车推广。

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    新型储能行业法律法规关键问题研究
    张磊
    2025 (1):  464-466.  doi: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2024.1247
    摘要 ( 53 )   HTML ( 24 )   PDF(574KB) ( 52 )  

    随着全球能源结构的转型和可再生能源的快速发展,新型储能技术作为能源领域的重要支撑,其重要性日益凸显。然而从市场反馈来看,新能源行业法律问题依旧存在一定问题,需要不断优化和健全法律法规体系。本文旨在对新型储能行业法律法规进行深入研究,分析其关键问题,并提出相应的建议和对策。

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