储能科学与技术

2019 (2): 0-0.

摘要 ( 217 )

PDF(3460KB) ( 84 )

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锂离子电池故障诊断技术进展

苏伟, 钟国彬, 沈佳妮, 王超, 许金龙, 贺益君, 马紫峰

2019 (2): 225-236. doi: 10.12028/j.issn.2095-4239.2018.0195

摘要 ( 1056 )

PDF(11805KB) ( 897 )

实施精准、可靠的故障诊断，是确保电池系统安全、稳定、可靠运行的关键，并为电池系统的精准运营维护提供理论、方法与技术支撑。本文首先在总结电池系统故障类型与表现形式的基础上，重点分析了在电池制造、成组筛选和使用各个阶段的本体故障引发机制。其次，对现有研究发展的电池系统故障诊断方法进行了分类，大致分为基于电池模型的故障诊断方法和无模型的故障诊断方法。之后，针对不一致故障诊断、短路故障诊断、热故障诊断、传感器故障诊断、连接组件故障诊断和多故障联合诊断，对现有文献提出的解决策略及应用案例进行了全面综述。最后，以全面文献调研为基础，提出了电池系统故障诊断研究面临的主要挑战和未来的研究方向。

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废旧磷酸铁锂电池回收技术研究进展

陈永珍, 黎华玲, 宋文吉, 涂小琳, 冯自平

2019 (2): 237-247. doi: 10.12028/j.issn.2095-4239.2018.0183

摘要 ( 1242 )

PDF(11324KB) ( 1148 )

纯电动客车用电池以磷酸铁锂电池为主，电池寿命结束后将产生大量的废旧电池，如何处理废旧电池是人们关心的重要问题。基于此，本文介绍了国家目前对于废旧电池回收的相关政策以及废旧LiFePO₄电池的主要有价成分。详细介绍了废旧LiFePO₄材料的多种回收、再利用方法，包括化学沉淀法回收、高温固相修复技术、高温固相再生技术、生物浸出技术以及机械活化处理回收技术等；并分别介绍了高温热解处理、有机溶剂萃取回收、超临界CO₂回收的电解液回收处理技术以及负极材料的分选回收技术、石墨修复改性技术。沉淀法回收产物为含锂、铁的工业原料，该类方法易于实现规模化应用，但是会产生大量酸碱废液；高温固相修复、再生方法工艺流程短，除杂将会是该工艺规模化应用的难点。对不同类型的回收材料提出不同回收处理方法，为废旧磷酸铁锂电池的回收提供参考。

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基于二氧化锰/石墨烯复合材料的制备方法及在超级电容器上的研究进展

李伟, 侯朝霞, 李建君, 薄大明

2019 (2): 248-259. doi: 10.12028/j.issn.2095-4239.2018.0220

摘要 ( 589 )

PDF(12867KB) ( 319 )

综述了基于MnO₂/石墨烯的二元、三元复合材料在超级电容器方面的最新研究进展。由于范德华力造成的堆叠，石墨烯实际比电容并不高。MnO₂理论比电容高达1370 F/g，但因其赝电容受MnO₂片层厚度的限制，实际比电容远小于理论值。将石墨烯和MnO₂复合，MnO₂纳米结构锚定在石墨烯纳米片之间充当间隔物，可以有效抑制石墨烯的堆叠，增强界面电荷转移，借助二者的协同效应有望实现高比电容、高电导率和良好的循环稳定性。介绍了MnO₂/石墨烯复合材料的制备方法及电化学性能。对比分析了MnO₂/石墨烯三元复合材料的电化学性能，由于金属氧化物或导电聚合物的引入，电化学性能进一步提升。最后总结指出基于MnO₂/石墨烯的多元复合材料和器件还面临着安全可靠、规模化生产以及降成本等一系列问题。随着技术的不断成熟和突破，有望在工业、交通以及日常电子器件中获得应用。

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基于无损检测的生命周期锂离子动力电池安全性分析

靳聪, 高申, 孙世光, 田崔钧

2019 (2): 259-263. doi: 10.12028/j.issn.2095-4239.2018.0219

摘要 ( 645 )

PDF(4962KB) ( 686 )

基于在不同条件下对车用三元锂离子动力电池的充放电循环试验，分析电池寿命衰减程度及其影响因素。利用X-ray无损检测技术，测试以不同倍率大小电流进行充放电循环前后三元锂离子动力电池的内部结构变化，并评价了电池寿命衰减和安全失效程度，为研究电池寿命衰减及安全失效提供了新的方法。在充放电循环周期过程中，随着电池容量的不断衰减，基于无损检测技术可以获得电池内部结构出现越来越明显的缺陷，说明电池的寿命衰减速度越来越大，其安全性也越来越差。以不同倍率大小电流进行充放电循环后，将不同SOH状态下内部结构的断层扫描图像进行对比，发现车用三元锂离子动力电池的内部结构发生了不同程度的变化，说明与循环前相比电池的使用寿命有不同幅度的衰减。

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一种在线估算蓄电池内阻的计算方法

吕杨蒙, 朱自伟, 刘宝泉

2019 (2): 264-268. doi: 10.12028/j.issn.2095-4239.2018.0224

摘要 ( 896 )

PDF(3870KB) ( 711 )

内阻是蓄电池最重要的特性参数之一，也是评价蓄电池性能的重要指标。针对现有测量蓄电池内阻方法无法在线测量、需要专用设备测量的不足，提出了一种在线测量蓄电池内阻的计算方法。依据蓄电池在充放电过程中检测到的电流、电压，根据蓄电池充电、放电过程中电流反向会有过零点这一特性，利用对电流的定积分来抵消计算电池内阻过程中蓄电池内部化学反应引起的电池内阻变化，通过一系列计算来估算出蓄电池内阻。基于MATLAB软件，编写了蓄电池内阻估算算法程序，在Simulink中实现了仿真验证。结果证明该计算方法无需借助辅助设备和测试设备就可实现在线估算蓄电池内阻，具有简单方便、计算精确、易于实现等优点。

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一种基于“能量”成本的储能技术评价新方法

闫俊辰, JOHN C CRITTENDEN

2019 (2): 269-275. doi: 10.12028/j.issn.2095-4239.2018.0175

摘要 ( 510 )

PDF(6966KB) ( 347 )

近年来，中国和世界一直致力于发展储能技术，为电网运行提供调峰、调频、黑启动、需求响应支持，并帮助解决可再生能源间歇性、不稳定性、不可调节性等问题。本文回顾总结了国内目前评价储能技术常用的技术指标和经济效益指标。并站在能源可持续发展的角度介绍了基于“能量”成本评价储能技术的新理念及方法，阐述了基于‘能量’成本评价不同技术节能潜力的必要性，引入了全生命周期能源投入存储回报（energy stored on Investment，ESOI）这一新指标。ESOI比值越高说明该技术“净能量”越高，生产对能源依赖度越低。本文研究对比了不同储能技术的ESOI，结果表明以压缩空气储能（CAES）和抽水储能（PHS）为代表的物理储能技术的ESOI远远大于电化学储能，其中，过去常用的铅酸电池（PbA）的ESOI最小，只有2。

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面向电力市场的分布式储能聚合参与电网调峰

林立乾, 米增强, 贾雨龙, 范辉, 杜鹏

2019 (2): 276-283. doi: 10.12028/j.issn.2095-4239.2018.0227

摘要 ( 673 )

PDF(6629KB) ( 449 )

随着新一轮电力市场化改革的深入，为了促进分布式储能有效参与电网调峰，提出了对其规模化聚合管理的思路；建立了分布式储能聚合商以竞价形式参与电网调峰调度的优化模型。在日前调度中，聚合商根据电力交易中心公布的次日调峰需求，通过对分布式储能行为特性预测，并按阶梯报价策略参与竞价；电力交易中心以最小化调峰调度成本为目标优化调度计划。在实时调度中，考虑了储能行为特性日前预测误差和电池损耗，聚合商以最大化自身利益为目标优化充放电出力，使得聚合商在满足日前中标出力的同时，利用市场电价差获利。仿真算例表明，分布式储能聚合商以竞价形式参与电网调度既能减少电网调峰调度成本，还可以达到削峰填谷的效果，储能设备的损耗成本是影响充放电出力的关键因素。

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三元软包锂离子动力电池热特性测量及应用

黄伟, 文华, 李亚胜

2019 (2): 284-291. doi: 10.12028/j.issn.2095-4239.2018.0211

摘要 ( 880 )

PDF(6106KB) ( 726 )

锂离子电池的极化内阻是不可逆热测试的关键参数。为了更准确地计算极化内阻，针对三元软包锂离子动力电池，进行了HPPC测试、熵热系数测试、充放电温升测试，采用两种方法对极化内阻进行了计算，一种是通过电压变化量除以电流得到，另一种是通过建立二阶RC模型，结合HPPC测试工况辨识得到。根据两种方法得到的极化内阻，结合Bernardi生热速率模型公式对电池进行了1C充电和0.5C、1C、2C放电下的温度场仿真，并与红外热成像仪记录到的温度分布进行了对比。结果表明：根据二阶RC模型得到的极化内阻进行的仿真与实验数据吻合较好，说明利用二阶RC模型得到的极化内阻更加适用于电池持续充放电过程中的热分析。模型很好地模拟了电池不同充放电倍率下的温度场信息，对电池热分析及热管理可起到指导作用。

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孔道可调控的锂离子电池无定形碳负极材料

潘广宏, 梁文斌, 唐堃, 康利斌, LEMMON PATRICK JOHN

2019 (2): 292-296. doi: 10.12028/j.issn.2095-4239.2018.0132

摘要 ( 475 )

PDF(8402KB) ( 245 )

为满足储能市场对高功率电池的需求，开发兼具高容量和高功率性能的锂离子电池负极材料成为必然趋势。本文通过改变煤基沥青在碳化过程中的空速，考察其对无定形碳材料结构的影响，提高煤基沥青无定形碳材料的电化学性能。应用X射线粉末衍射（XRD）、拉曼（Raman）、N₂吸附-脱附和扫描电镜对所制备的无定形碳材料进行结构表征。通过比容量、库仑效率、倍率、循环性能评判材料的电化学性能。结果表明：可以通过改变气体空速来调控无定形碳材料的孔道和碳层无定形度，实现同步提升容量和倍率性能的效果。当气体空速≥0.5 m/min时，充电容量可达近260 mA·h/g，2C充电容量可达约137 mA·h/g。

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陶瓷隔膜对于LiNi_0.8Co_0.15Al_0.05O₂动力锂离子电池性能的影响

高蕾, 程广玉, 顾洪汇, 王可

2019 (2): 297-303. doi: 10.12028/j.issn.2095-4239.2018.0218

摘要 ( 511 )

PDF(6076KB) ( 563 )

本文以普通聚烯烃隔膜作为对比，研究了不同工艺的聚烯烃基膜制作的陶瓷隔膜对于LiNi_0.8Co_0.15Al_0.05O₂动力锂离子电池性能的影响。表征了三种隔膜的本征性能，包括微孔形貌、透气度和离子电导率。干法基膜陶瓷隔膜、湿法基膜陶瓷隔膜和普通聚烯烃隔膜的透气度值分别为165 sec/100 mL、200 sec/100 mL和520 sec/100 mL；离子电导率分别为0.952 mS/cm²、0.703 mS/cm²和0.622mS/cm²。分别采用三种隔膜制作了容量为2 A·h的软包装电池，评估了电池的倍率性能、循环寿命以及荷电保持能力。结果发现，与普通聚烯烃隔膜相比，陶瓷隔膜可以提高电池的功率性能，并且干法聚烯烃基膜制作的陶瓷隔膜，其倍率增效作用较湿法基膜的陶瓷隔膜明显，尤其当放电倍率达到电池的设计极限时，干法聚烯烃基膜制作的陶瓷隔膜对于电池倍率性能的增效作用更加显著。

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聚芳噁二唑磺酸锂聚合物电解质的制备与性能

毛建昭, 高慧慧, 薛润萍, 杨晨, 刘鹏清, 徐建军, 陈胜, 姜猛进

2019 (2): 304-310. doi: 10.12028/j.issn.2095-4239.2018.0223

摘要 ( 488 )

PDF(5686KB) ( 268 )

以硫酸肼（HS）、对苯二甲酸（TPA）、4，4'-联苯醚二甲酸（DPE）为单体，发烟硫酸做溶剂和脱水剂一步合成了一系列不同TPA和DPE单体配比的磺化聚芳噁二唑（SPOD），再通过氢氧化锂中和得到聚芳噁二唑磺酸锂（Li-SPOD）聚合物电解质，采用浇铸成膜法制得Li-SPOD电解质膜，研究改变TPA和DPE两种单体配比对Li-SPOD结构及性能的影响。结果表明，几种不同单体配比均能实现在聚合过程中一步得到SPOD，磺酸基团接枝在DPE结构的苯环上，并且可以达到理论接枝量；同时Li-SPOD电解质膜的聚集态结构差异很小；热性能的表现均非常优异，初始热分解温度都在450 ℃以上；力学性能随DPE单体含量的增加稍有下降但依然保持在较高的水平；电导率约为10^-5S/cm级别，随DPE含量增加而逐渐降低；Li-SPOD固态电解质电化学稳定性较好，对锂稳定电化学窗口均在4.0 V以上。

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基于相变储热的太阳能多模式采暖系统及应用

何峰, 李廷贤, 姚金煜, 王如竹

2019 (2): 311-318. doi: 10.12028/j.issn.2095-4239.2018.0216

摘要 ( 436 )

PDF(8016KB) ( 237 )

为克服太阳能间断性和不稳定性的缺点进而实现太阳能集热与采暖的能量供需调节和全天候连续供热，提出了基于相变储热的太阳能多模式采暖方法（太阳能集热直接采暖、太阳能集热采暖+相变储热、太阳能相变储热采暖），并在西藏林芝市某建筑搭建了太阳能与相变储热相结合的采暖系统，该系统可根据太阳能集热温度和外界供热需求实现太阳能多模式采暖的自动控制和自动运行。实验研究表明：在西藏地区采用真空管太阳能集热器可以和中低温相变储热器很好地结合，白天储热器在储热过程中平均储热功率为10.63 kW，储热量达到92.67 kW·h，相变平台明显；晚上储热器在放热过程中供热量达85.23 kW·h，放热功率和放热温度平稳，储放热效率达92%，其储热密度是传统水箱的3.6倍，可连续供热时间长达10 h，从而实现了基于相变储热的太阳能全天候连续供热，相关研究结果对我国西藏地区实施太阳能采暖具有一定的指导作用。

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熔盐电磁感应加热系统的热性能分析

张永乐, 张晓明, 吴玉庭, 鹿院卫, 马重芳

2019 (2): 319-325. doi: 10.12028/j.issn.2095-4239.2018.0236

摘要 ( 857 )

PDF(6189KB) ( 576 )

将电磁感应加热技术应用到低谷电加热熔盐储热供暖领域，搭建熔盐电磁感应加热实验系统，以感应加热器为研究对象，探究熔盐以及线圈冷却水在不同熔盐流速和线圈电流工况下的温度变化规律，计算加热效率和冷却水热损失率。结果表明：电磁感应加热器可以快速加热熔盐，熔盐温升主要集中在开始加热80～240 s之间，温升速率在100 s时最大；改变线圈电流或熔盐流速，可以产生不同终温的熔盐，流速0.177 m/s时，熔盐在不同电流下出口温度分别为201.452 ℃、203.891 ℃、207.599 ℃、212.975 ℃和221.454 ℃；熔盐流速一定，熔盐和线圈冷却水吸热量随线圈电流的增加而升高；线圈电流不变，熔盐吸热量随流速的增加而升高、线圈冷却水吸热量随流速增加而降低；熔盐流速0.296 m/s、线圈电流600 A时，熔盐加热效率为69.28%，线圈冷却水热损失率为16.45%。

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超声波作用下甘露醇相变体系过冷特性

刘璐, 章学来, 陈跃, 张永一川

2019 (2): 326-332. doi: 10.12028/j.issn.2095-4239.2018.0224

摘要 ( 453 )

PDF(5159KB) ( 422 )

相变储能技术作为一种高效的能源利用技术已被应用于冷链行业中。针对水产品微冻储存需要的-2～-3 ℃的温度段，筛选出适宜相变温度的甘露醇相变材料。为了解决甘露醇溶液的过冷问题，研究超声波外场对甘露醇相变体系过冷度的影响，探求超声功率及单双外场作用下甘露醇相变体系的过冷特性。讨论了超声外场作用下的声压模型及其对相变溶液过冷特性的影响。构建了超声外场作用下相变体系过冷特性研究的实验系统，研究发现超声波引起的空化效应可以改变甘露醇相变体系的过冷度。3%甘露醇相变体系和添加了K₂SO₄的甘露醇相变体系过冷度随着超声功率的增大先减小后增大，当超声功率过大将产生无用空化泡减小空化效应，增大了体系的过冷度。K₂SO₄甘露醇相变体系，150 W+150 W的双超声外场效果最佳，K₂SO₄质量分数为1%时过冷度最低为0.8 ℃。碳纳米管水分散剂甘露醇相变纳米流体，50 W+50 W的双超声外场效果最优，当多壁碳纳米管质量分数为0.4%和0.5%时体系过冷度仅为0.1 ℃。

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外置电阻式固体蓄热结构热应力建模与分析

胡晓, 杨岑玉, 陈雷, 邢作霞, 赵海川, 徐桂芝

2019 (2): 333-337. doi: 10.12028/j.issn.2095-4239.2018.0235

摘要 ( 283 )

PDF(5422KB) ( 283 )

针对外置电阻式蓄热体在温度载荷下产生热形变致使蓄热体结构不稳定的问题，利用理论推导与有限元数值模拟相结合的方式对蓄热体的热形变及热应力进行分析。通过理论推导不同相变蓄热材料在温度载荷下所产生的热应力及热形变方程，并利用数值模拟的方式对某一工况下的蓄热体热应力数值及分布情况研究，同时进行实际案例分析验证蓄热体内热应力的存在与危害，为蓄热体结构优化设计和工况参数配置提供参考依据。

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高温相变储热换热装置仿真建模及分析

徐桂芝, 胡晓, 金翼, 杨岑玉, 李传, 丁玉龙

2019 (2): 338-346. doi: 10.12028/j.issn.2095-4239.2018.0159

摘要 ( 661 )

PDF(9971KB) ( 306 )

相变储热因单位体积储热量大，储热和放热过程温度基本恒定等优点而成为目前研究的热点。相变过程中涉及固液两相间融化和凝固的传热问题，其储放热过程是一个复杂的非稳态相变过程。本文对高温相变储热换热装置进行换热特性研究，通过研究储热单元的换热特性，基于FLUENT软件，结合装置的设计参数和相变复合材料的物性参数，对相变储热系统储/放热过程中内部的温度分布、传热速率和储放热效率进行了数学建模及模拟分析，重点研究了不同传热流体速度对单元储/放热性能的影响规律。根据仿真结果，在相变储热装置的设计中，可选择合适的空气流速，以实现不同的散热功率及储放热时间，满足不同用户的用热需求。物理实验表明仿真结果偏差较小，可为高温相变储换热装置设计、优化等工作提供依据。

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不同形式相变储热换热器的对比分析

李洋, 王彩霞, 宗军, 杨智舜, 陈丽华, 韩雨辰, 张玮

2019 (2): 347-356. doi: 10.12028/j.issn.2095-4239.2018.0215

摘要 ( 548 )

PDF(10707KB) ( 213 )

针对日益严重的环境问题，“煤改电”已经成为实现北方清洁供暖的有效手段。此外，我国每年在余热利用，尤其是在中低温品质热能利用上还相当不充分。在此大背景下，以相变储热供热技术为切入点，着重对目前相变储热换热器进行了比较，定性分析了板式、管壳式、热管式及其他异形（储热砖/球）换热器的优缺点。并通过数值模拟的方式，定量比较了相同换热面积及边界条件下，管壳式和板式相变换热的二维相变材料熔化模型，管壳式换热器需6 h完全熔化，板式换热器需8.5 h完全熔化，主要原因在于二者在换热管/板在排布上差异导致。但考虑到相较于管壳式换热器，板式换热器结构紧凑、加工工艺简单、拆卸方便，未来可形成通过制成储热砖的方式实现模块化运行，为后期维护提供了很大便利，因此具有巨大发展潜力。

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压缩空气储能用涡旋膨胀机非稳态流动特性分析

刘祯, 吴华伟, 张琎, 邝勇

2019 (2): 357-364. doi: 10.12028/j.issn.2095-4239.2018.0178

摘要 ( 560 )

PDF(12711KB) ( 304 )

本工作以适应用于微型压缩空气储能（micro-CAES）系统的涡旋膨胀机为研究对象，采用计算流体力学（CFD）的方法对涡旋膨胀机工作过程进行非定常数值模拟，得到膨胀机内部温度场、压力场和速度场的分布，研究了吸气温度对涡旋膨胀机性能的影响规律及工作腔流场分布特点，结果显示：膨胀机吸气温度的升高，能够增加单位质量流量的输出功；随着吸气温度的下降，动涡旋盘所受轴向气体力增大，径、切向气体力减小；膨胀机工作过程中工作腔内的温度分布并不是沿涡旋盘半径方向逐渐下降，两侧背压腔存在较大的机械能损耗，背压腔温度会高于上游排气腔。该研究结果为涡旋膨胀机排气结构的设计提供了理论依据。

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充电模式下飞轮储能单元的协调无源控制器设计

缪永来, 王冰, 陈献慧, 李伟

2019 (2): 365-370. doi: 10.12028/j.issn.2095-4239.2018.0213

摘要 ( 481 )

PDF(4326KB) ( 274 )

针对非线性因素在飞轮储能单元之中产生的不利影响，文章基于双输入的飞轮储能系统提出了一种分步设计方法；通过Backstepping控制和无源性设计思想的有效结合，使系统转速和电流达到稳定输出。首先，基于双输入飞轮储能单元的充电模型，由Backstepping方法设计飞轮储能系统的轴控制器；再者，利用协调无源性设计系统的轴控制器，使得整个系统达到反馈无源，保证了系统的渐近稳定性。整个设计过程没有采用任何线性化处理，保证了整个控制律在非线性系统中的适用性，有效地提高了系统的稳定性能。通过仿真结果的对比可知，所提控制策略的有效性和正确性。

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膨胀石墨/石蜡复合相变材料的电阻率分析

徐众, 黄平, 吴恩辉, 侯静, 李军, 刘黔蜀

2019 (2): 371-378. doi: 10.12028/j.issn.2095-4239.2018.0209

摘要 ( 566 )

PDF(7397KB) ( 346 )

采用熔融共混法制备石蜡/膨胀石墨复合相变材料，使用半导体粉末电阻率测试仪对天然鳞片石墨、提纯石墨、可膨胀石墨、石蜡/膨胀石墨复合相变材料在不同压强下的电阻率进行测试。发现所有材料的电阻率都随压强的增加而减小，对导热性能最好的相变材料进行7次重复测试，材料电阻率在0.210～0.535 Ω·cm之间变化，依然小于1 Ω·cm，属于低电阻率材料。根据测试数据计算不同压强情况下相变材料单位体积蓄热量、密度、体积和电阻值。材料的单位体积蓄热量和密度随压强增大而增大，体积和电阻则相反，压强在4～10 MPa之间时物理性能比较稳定，在10 MPa左右时，相变材料电阻值比天然鳞片石墨最大增大884倍、体积1.9倍、密度0.6倍，单位体积蓄热量同比4 MPa时最大增加22.8%，压缩之后单位体积蓄热量提高。说明膨胀石墨/石蜡复合材料属于低电阻率相变材料，应用于沥青路面，能够实现升温和降温的双重效果。

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应用于电动汽车复合储能系统的升压型直流变换器控制策略

聂金泉, 吴华伟, 邝勇, 童晓辉, 任晔路

2019 (2): 379-385. doi: 10.12028/j.issn.2095-4239.2018.0180

摘要 ( 484 )

PDF(6407KB) ( 328 )

升压型直流变换器采用滑模变结构控制策略存在收敛速度较慢、抖振剧烈等导致的动态响应品质差问题。本文提出一种双幂次滑模趋近滞环控制策略，在电流跟踪误差估计值的基础上定义滑模面以实现电流跟踪控制，依据系统的未知扰动和负载变化建立自适应状态观测器，结合李雅普诺夫函数设计自适应律，并计算自适应占空比。提出一种双幂次趋近律，根据系统不同趋近过程的特点制定参数选择标准，对系统的动态响应品质进行目的性调节，并设计滑模滞环控制器以削弱由符号函数项所引起的抖振。对以上方法进行了仿真验证，结果显示可有效改善系统的动态特性和电流控制鲁棒性。

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锂电池百篇论文点评（2018.12.1—2019.1.31）

张华, 田丰, 起文斌, 金周, 赵俊年, 武怿达, 詹元杰, 俞海龙, 贲留斌, 刘燕燕, 黄学杰

2019 (2): 386-398. doi: 10.12028/j.issn.2095-4239.2019.0016

摘要 ( 560 )

PDF(15919KB) ( 780 )

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2018年12月1日至2019年1月31日上线的锂电池研究论文，共有2472篇，选择其中100篇加以评论。正极材料主要研究了三元材料、富锂相材料和尖晶石材料的结构和表面结构随电化学脱嵌锂变化以及掺杂和表面包覆及界面层改进对其循环寿命的影响。硅基和锡基复合负极材料研究侧重于嵌脱锂机理以及SEI界面层，金属锂负极的研究侧重于通过集流体和表面覆盖层的设计以及电解液添加剂来提高其循环性能。固态电解质、电解液添加剂、固态电池、锂硫电池的论文也有多篇。原位分析偏重于界面SEI和电极反应机理，理论模拟工作涵盖储锂机理、动力学、界面SEI形成机理分析和固体电解质等。除了以材料为主的研究之外，还有多篇针对电池分析、电池管理系统技术的研究论文。

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储能提升特高压交直流输电能力与提供跨区备用研究

杨军峰, 郑晓雨, 惠东, 杨水丽, 罗卫华, 王骅

2019 (2): 399-407. doi: 10.12028/j.issn.2095-4239.2018.0104

摘要 ( 463 )

PDF(9733KB) ( 294 )

探索应用储能为弱受端电网提供故障后大功率支撑以提升特高压交直流输电线稳态输送能力，同时兼作送端电网调峰的跨区备用源以增加新能源发电空间，以有效促进新能源跨区外送降低弃风弃光率。基于特高压交直流馈入受端电网的功率缺额与频率变化间的对应关系，提出在电网频率最低点满足要求的前提下，电网受电能力提升程度与储能容量配置间的数学模型；依据送端电网典型日各时段负荷特性建立可释放的新能源发电空间与所需储能备用调峰容量间的数学模型。结合考虑事故功率支撑与跨区调峰备用的容量需求特性及优先级别，探索两种功能联合应用下的容量需求方案和技术经济可行性。以交直流馈入的弱受端河南电网及新能源富集的送端新疆电网为例，验证了该新能源消外送纳能力提升方案的有效性。

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退役LiFePO₄电池性能测评及储能应用

范茂松, 金翼, 杨凯, 高飞, 李相俊, 来小康

2019 (2): 408-415. doi: 10.12028/j.issn.2095-4239.2018.0204

摘要 ( 569 )

PDF(5629KB) ( 482 )

针对某电动公交车退役LiFePO₄动力电池，测试了电池的容量、直流内阻、常温下的储存性能，进而测试电池的倍率充放电性能、高低温特性和循环性能，分析了新旧电池相关参数的差异及变化规律；在此基础上，重组电池模组，测试其循环性能；最后集成了1MW·h梯次利用电池储能系统并参与风电平滑。结果显示，该动力电池容量衰退初始容量75%左右时，直流内阻只有小幅增加，电池常温下的储存性能、倍率性能、高低温性能下降不显著，电池单体和模块的循环性能良好，显示出该退役LiFePO₄电池具有较好的梯次利用价值。

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动力电池独角兽的专利之路——浅析宁德时代专利申请与布局

华亮

2019 (2): 415-418. doi: 10.12028/j.issn.2095-4239.2018.0130

摘要 ( 1839 )

PDF(4106KB) ( 1201 )

本文从专利申请与布局角度出发，分析了宁德时代新能源科技股份有限公司的历年申请趋势、申请地域布局、申请技术布局、重点技术分支及研发路径等方面的基本情况，并将上述专利信息与企业自身发展及行业特点综合分析，总结出其成长为动力电池独角兽企业的深层原因，主要为专利申请与企业发展并行、兼顾海内外专利布局、工艺流程的持续改善、在优势领域提升研发专注度、在核心领域坚持自主创新，上述成功经验值得国内外同行或初创企业学习借鉴。

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锂离子电池电极黏结剂材料标准解读

姚大华, 徐洪礼, 王朝阳, 邓永红

2019 (2): 419-427. doi: 10.12028/j.issn.2095-4239.2018.0205

摘要 ( 1225 )

PDF(8495KB) ( 1015 )

电极黏结剂是锂离子电池的重要辅助功能材料之一，虽然本身没有容量，但却是维持电极完整性的关键，决定了电极涂层的附着力和电极的柔韧性，并会影响到电极浆料的流变特性等工艺性能。本文主要分析了与电极黏结剂相关的国内标准，对锂离子电池电极黏结剂的相关特性和测试方法进行了介绍，并对未来电极黏结剂标准的制定提出了建议。

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国内外动力锂电池安全性测试标准及规范综述

祝夏雨, 金朝庆, 赵鹏程, 邱景义, 陆林, 明海

2019 (2): 428-441. doi: 10.12028/j.issn.2095-4239.2018.0203

摘要 ( 1289 )

PDF(10511KB) ( 1055 )

研究了国内外具有代表性的动力锂电池安全性测试标准及规范，包括ISO 12405、IEC 62660、SAE J2464、SAE J2929、UL 2580、ECE R100-02、GB/T 31485、GB/T 31467.3和FreedomCAR。将安全性测试项目分为机械安全性、环境安全性和电气安全性3类，详细介绍了各试验项目在不同标准规范的具体参数，总结了我国国标与国外标准的异同，最后指出了现行标准规范中的不足，提出了改进意见。

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