储能科学与技术

2018 (S1): 0-0.

摘要 ( 252 )

PDF(2011KB) ( 86 )

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高倍率锂离子电池材料研究进展

姚煜, 李克锋, 谢巧, 张晓霞

2018 (S1): 1-7. doi: 10.12028/j.issn.2095-4239.2017.0063

摘要 ( 644 )

PDF(7109KB) ( 580 )

电动汽车行业迅速发展，高倍率的锂离子电池是其关键，因此需要不断开发适用高倍率充放电的电池材料。本文简要综述了高倍率锂离子电池正极材料、负极材料、隔膜和电解液方面的研究进展，并对高倍率锂离子电池材料发展进行了展望。

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化学电源的发展历程及未来方向

佟欢, 张蓓

2018 (S1): 8-16. doi: 10.12028/j.issn.2095-4239.2017.0182

摘要 ( 1308 )

PDF(8690KB) ( 651 )

化学电源又称电池，作为一种载能的装置或系统，一方面可以将物质储存的化学能转化为电能，另一方面也可以将过剩的电能以化学能的形式进行储存，在能源供给和能源储存等方面发挥着愈来愈重要的作用，成为目前新能源发展和利用的重要一环。本文介绍了12种不同类型的化学电源，对它们的发展历程、工作原理、性能特点和应用领域进行综述，并结合目前我国对移动动力电源以及大规模电网储能系统的需求，对未来化学电源的发展方向进行了展望。

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锂离子电池负极材料钛酸锂的研究进展

刘鲁静, 贾志军, 王毅, 齐涛

2018 (S1): 17-25. doi: 10.12028/j.issn.2095-4239.2018.0008

摘要 ( 644 )

PDF(9445KB) ( 444 )

锂离子电池凭借诸多优势广泛应用于便携式电子产品（3C）领域，在电动汽车及可穿戴设备方面具有巨大应用前景，是未来最具潜力的储能电池之一。作为一种锂离子电池负极材料，尖晶石型Li₄Ti₅O₁₂相比石墨负极具有较高嵌锂电位，且"零应变材料"的特性决定Li₄Ti₅O₁₂材料具有较好的循环稳定性及热稳定性，从而备受关注。本文简要介绍了钛酸锂（Li₄Ti₅O₁₂）的结构和性能，详细阐明了Li₄Ti₅O₁₂的嵌锂机制、制备及改性方法，总结了相应制备及改性方法对Li₄Ti₅O₁₂材料的充放电特性、循环性能等电化学性能的影响，针对Li₄Ti₅O₁₂的胀气产生原因、机制和胀气解决方法进行简单阐述，并对纯电动乘用车的应用前景提出了几点建议。

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合理制定储能产业扶持政策,引导产业健康发展

苏伟, 张亦弛, 魏增福, 徐凯琪, 钟国彬

2018 (S1): 26-33. doi: 10.12028/j.issn.2095-4239.2017.0139

摘要 ( 403 )

PDF(8434KB) ( 187 )

随着我国能源结构的逐步调整，以风电、光伏为代表的可再生能源发电装机规模和消费比重大幅增加，同时以动力电池汽车为代表的新能源汽车产业正在快速发展，这对传统能源系统提出了巨大的挑战。储能技术可以通过能量的存储与再利用解决上述挑战，但我国的储能产业总体尚处于起步阶段，获得长足的发展进步并使储能产业获得广泛应用仍需时日。本文概述了储能技术的基本类型、评价指标体系、应用与发展趋势，分析了全球典型国家与我国的储能应用情况、配套政策及现存问题，并以此为依据提出了扶持储能产业健康发展的政策建议。

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独立水光储微电网系统的简化设计

卓静, 王兴兴, 贾天翼

2018 (S1): 34-38. doi: 10.12028/j.issn.2095-4239.2017.0161

摘要 ( 402 )

PDF(6081KB) ( 230 )

含可再生能源的独立微电网为解决无电地区用电提供了一种因地制宜的可持续的电力解决方案，但目前微电网由于理论性强、可操作性差，市场推广困难。为了解决目前微电网项目开展的壁垒，提出了一种关于独立水光储微电网系统的简化设计。根据项目所在地的微电源与负荷特性，计算系统的需电量，得出光伏及水电等电源所需的配置容量。为合理地协调各个时段微电网系统内各电源的出力来满足各时段负荷的需求，确保微电网内各电源模块出力与负荷需求的实时功率平衡，最大程度保障系统供电可靠性，本文提出了系统的两个重点考核指标——系统缺电率及能量溢出比，根据这两个指标，确定微电网系统的电池储能系统的配置容量。本文总结了一套合理的关于微电网的通用初步设计方法，为从事微电网的工程设计人员提供了便利。

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二次利用铅酸蓄电池应用于小型光伏系统

贾蕗路, 王浩, 宋华美

2018 (S1): 39-42. doi: 10.12028/j.issn.2095-4239.2018.0005

摘要 ( 396 )

PDF(4473KB) ( 271 )

铅酸蓄电池二次利用符合绿色产业的特点，有效提高资源利用率。基于二次利用铅酸蓄电池的小型光伏系统将新能源和储能技术更好的结合，实现了资源的梯次利用，是《铅酸蓄电池二次利用》系列标准的实际应用。研发成果用于农村地区污水治理，能更好的对资源进行有效整合、深度挖掘电池剩余容量、推动科研成果转化、实现资源循环利用、保护环境。整套系统具有不耗电、成本低、见效快、集成度高、操作简单、灵活性强等特点，非常适宜农村地区的污水处理。对水体处理效果稳定，可以有效控制水中COD、NH₃-N等指标，具有很好的推广应用前景。

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基于有限元方法的磷酸铁锂动力电池热仿真

李光珠, 朱阳阳, 陈坤, 曾怡

2018 (S1): 43-46. doi: 10.12028/j.issn.2095-4239.2018.0030

摘要 ( 524 )

PDF(2476KB) ( 438 )

针对新能源车用磷酸铁锂动力电池的温度分布问题，本文以本公司生产的磷酸铁锂动力电池为研究对象，基于电池热分析的数学模型和有限元分析方法，利用ANSYS软件对单体电池的温度分布进行了仿真计算。结果表明，在1 C、2 C和3 C放电倍率下，单体电池的最高温度分别为34.3629℃、53.7926℃和83.3099℃。在冷却方式中，水冷的冷却效果最佳。本文为电池设计和测定电池实际温度分布提供了依据。

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碳纳米管及纳米氧化铝对硝酸盐相变材料热性能的影响

MEHVISH Tariq, 程晓敏, 李元元, 黄毅, 李戈, 王秀丽, 朱石磊, WAQAR Khan

2018 (S1): 47-53. doi: 10.12028/j.issn.2095-4239.2018.0039

摘要 ( 452 )

PDF(9802KB) ( 347 )

硝酸熔融盐具有良好的热物性能，在聚光太阳能发电技术中得到广泛运用，通过提高熔盐的比热容，可以提高其蓄热能力。将硝酸锂、硝酸钾和硝酸钠以共晶比52：30：18制备硝酸盐储热材料，通过添加纳米氧化铝颗粒及碳纳米管研究其对熔融盐比热的影响。通过超声振动和蒸发在硝酸熔融盐中加入纳米氧化铝颗粒和碳纳米管。采用直接合成法制备含纳米氧化铝和碳纳米管分别为0.06%、0.5%、1%和2%的硝酸盐纳米流体。通过SEM观察了纳米氧化铝颗粒及碳纳米管在硝酸盐中的分散性，当纳米氧化铝颗粒浓度为1%时发生团聚，这种团聚会影响纳米流体的比热容。碳纳米管添加量小于2%时分散性好。通过差示扫描量热仪（DSC）测量了硝酸盐纳米复合材料的比热容，纳米氧化铝浓度为1%的硝酸盐纳米流体在固态（110℃）和液态（140℃）下分别是纯硝酸盐比热容的1.44倍和3.48倍。CNTs浓度为1%的硝酸盐纳米流体在固态（110℃）和液态（140℃）下分别是纯硝酸盐比热容的5.07倍和4.17倍。DSC结果表明当纳米颗粒浓度大于1%时，纳米流体的比热降低。本研究讨论了提高纳米流体比热容的机制，得到硝酸盐比热容的增加与纳米颗粒的高比表面积和高能量相关。

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金属锂电极的原位物理表征

方聪聪, 刘雯, 王勇, 郭瑞, 裴海娟, 于升学, 解晶莹

2018 (S1): 54-62. doi: 1012028/j.issn.2095-4239.2018.0042

摘要 ( 262 )

PDF(12565KB) ( 274 )

伴随着人们对储能设备需求的不断提高，开发高能量密度的二次电池引发了广泛的关注。金属锂以其低密度、高理论比容量、最低的还原电势等优势成为了高性能二次电池负极材料的首选。然而金属锂负极在应用于锂二次电池时最大挑战是安全性和循环稳定性问题。金属锂沉积过程中易形成枝晶，锂枝晶的形成和持续生长将导致电池内部短路，枝晶断裂形成死锂导致不可逆容量增大，循环稳定性降低。进入20世纪90年代以后，观测和测试技术的进步不仅将人们的视线扩展到了锂枝晶现场生长层面，而且为锂枝晶的调控提供了有效途径。通过物理表征金属锂电极，探究锂枝晶生长行为，从而研究其生长机理与影响因素，有助于提出新的方法来提高金属锂电极的安全性、利用率和循环寿命。本文综述了近年来金属锂电极物理观测方面的研究进展，总结了现有的物理表征手段，对锂金属枝晶物理表征下一步发展进行了展望。

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电解液生产工艺优化途径探讨

张彪

2018 (S1): 63-66. doi: 10.12028/j.issn.2095-4239.2018.0081

摘要 ( 591 )

PDF(2998KB) ( 463 )

基于锂离子电池行业的迅猛崛起，锂离子电池电解液市场需求不断扩大，传统的电解液生产工艺不能满足现有的发展需求。寻求新的工艺优化途径，结合传统生产工艺进一步改进，对电解液产能及产品质量的提升尤为重要。本文就关于如何在工艺上提高生产效率，缩短生产周期，降低能耗，结合实际应用中的经验和实验结果做进一步的分析和探讨。

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新型熔盐储热材料的充放热性能研究

仇秋玲, 张艳梅, 顾清之, 顾晓鸥

2018 (S1): 67-71. doi: 10.12028/j.issn.2095-4239.2018.0103

摘要 ( 456 )

PDF(5410KB) ( 300 )

针对高效率太阳能热发电传热储热的需求，本工作对新型熔盐（LiNO₃：NaNO₃：KNO₃物质的量比例为2：3：5）进行了充放热传热性能研究。通过Fluent模拟结果表明最后熔化的区域是位于罐体底部的边角位置，为了在工程应用中防止此区域出现熔化死角，应增加熔化装置。通过充放热实验验证了模拟结果，实验研究结果表明罐体内的熔盐在加热过程中，是自上而下逐渐熔化的，且熔盐始终存在温度分层，而熔盐冷却凝固的过程并没有分层现象。

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磷酸铁锂蓄电池在新型变电站直流系统中的应用

赵启龙, 贺博伟, 孟琳

2018 (S1): 72-74. doi: 10.12028/j.issn.2095-4239.2018.0148

摘要 ( 616 )

PDF(2580KB) ( 306 )

随着发电站和变电站自动化程度的提高，为变电站和发电站提供通讯、调度、控制、照明等动力的直流系统显得尤为重要，直流系统为电力控制和操作提供重要的电力保障，是电力系统控制、保护的基本保障。如果直流电源系统供电不可靠失电，将导致变电站所有通讯、调度、控制、保护、照明处于瘫痪状态，无法保证变电站的安全稳定运行，在变电站站用电源事故停电情况下，整个电站失去可控性和保护，极易造成电网事故，给电网安全稳定运行带来潜在风险。直流电源是变电站的心脏，电池是电源的最后屏障，目前国网公司暂无磷酸铁锂电池的生产能力。

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相变储能围护结构在建筑节能中的应用

王汉青, 赵越

2018 (S1): 75-83. doi: 10.12028/j.issn.2095-4239.2018.0210

摘要 ( 565 )

PDF(8587KB) ( 195 )

相变材料具有高效的能量储存功能。相变材料与建材基体结合，制成一种具有储热功能的围护结构。该围护结构可发挥相变储热功能，降低建筑室内温度波动，增强建筑热舒适度，能够更加有效地减少建筑物运行能耗，从而实现建筑节能。本文对当前现有相变材料的优缺点、相变材料在不同围护结构中的应用、相变储能围护结构对室内热环境的影响及对建筑运行能耗的影响、相变储能围护结构应用的经济性等方面进行了分析，提出相变储能围护结构在工程应用中所存在的不足及其发展前景。

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列管式相变储热单元的优化模拟

徐敬英, 王炜, 黄云, 彭志坚, 李悦悦, 姚华, 王培伦

2018 (S1): 84-91. doi: 10.12028/j.issn.2095-4239.2018.0160

摘要 ( 390 )

PDF(8365KB) ( 172 )

列管式换热器具有结构牢固、传热面积大、材料使用适应性强等优点，是相变储热领域应用较为广泛的一种换热器。但由于大部分相变材料热导率偏低，导致换热器的换热性能较差，因此提高相变储热器的储热效率，是目前国内外研究的热点。本工作对列管式相变储热单元进行了二维非稳态模拟优化，研究了换热器结构、翅片数目及中心距3种参数对储热性能的影响，并探讨了熔化过程中相变材料的温度和液相率变化趋势。研究结果表明，与圆形换热器结构相比，正方形换热器储热性能更优；相比于无翅片的储热换热器，添加翅片后储热性能得到显著提升，相变材料熔化时间缩短66%；对中心距而言，在一定范围内，随中心距减小进出口降压增大，但储热性能相应提高。

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储能系统级散热分析

朱业清

2018 (S1): 92-94. doi: 10.12028/j.issn.2095-4239.2018.0186

摘要 ( 454 )

PDF(6802KB) ( 336 )

预装箱式储能系统，作为新型的工程形式，和传统的现场施工方式相比，能极大地节约工期。可靠的热设计是电池系统可靠安全运行的基础。本文基于有限元分析软件，针对复杂的锂电池储能系统，对不同热设计方案进行分析选择，对热设计的可靠性进行验证。

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蓄热材料温度体系应用特性

葛维春, 邢作霞, 樊金鹏, 黄其励, 王建国, 代俊雯

2018 (S1): 95-101. doi: 10.12028/j.issn.2095-4239.2018.0200

摘要 ( 392 )

PDF(6044KB) ( 470 )

电储热技术是当前适应煤改电环保需求和清洁供暖发展趋势的一项新技术，各种温度级别的储热材料均存在，根据需求选择并制备材料，进而设计电热储能的系统结构成为储热研究关键内容。本文针对蓄热材料的热性能进行了应用特性研究，分析并提出一种蓄热材料温度体系，并对高温蓄热材料应用特点进行了系统设计分析与比较，提出一种基于特制氧化镁的电阻式蓄热系统设计方法，并分析其特点。

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锂离子动力电池回收技术的专利分析

邵囡, 季小丹

2018 (S1): 102-107. doi: 10.12028/j.issn.2095-4239.2018.0201

摘要 ( 730 )

PDF(4858KB) ( 543 )

锂离子动力电池的回收是当前储能产业关注的焦点之一，为了解锂离子动力电池的回收现状，以CNABS和DWPI专利数据库中的检索结果为分析样本，对锂离子动力电池回收技术的专利申请量趋势、全球分布区域、国内外主要申请人、全球重点技术分布以及国内重点技术进行全面分析，结果表明，虽然锂离子动力电池回收技术是目前全球尤其是中国争相布局的产业对象，但目前各个企业的专利申请量均较小且技术布局零散，总体来说锂离子动力电池回收技术仍处于摸索阶段，产业前景不明，本文以期给锂离子动力电池回收技术未来的布局和发展提供一定的借鉴。

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基于储能技术的微电网能源管理系统

赵启龙, 贺博伟, 孟琳

2018 (S1): 108-111. doi: 10.12028/j.issn.2095-4239.2018.0225

摘要 ( 451 )

PDF(2890KB) ( 343 )

微电网是一种新型网络结构，由微电源、负荷、储能系统和控制装置构成的系统单元，能够实现自我保护控制和能量管理的自治系统，可与外部电网并网运行，也可以孤立运行，既可满足用户供电需求，也可满足冷、热、电三联供的需要。

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