储能科学与技术

锂离子电池正极材料产业化技术进展

黄震雷, 武斌, 王永庆, 韩坤明, 成富圈, 张卫东, 陈继涛, 周恒辉, 高原

2015 (6): 537-545. doi: 10.3969/j.issn.2095-4239.2015.06.001

摘要 ( 790 )

PDF(8457KB) ( 632 )

本文针对商业化锂离子电池正极材料,介绍了钴酸锂、镍钴锰三元材料、尖晶石锰酸锂、磷酸铁锂等正极材料的优缺点、市场现状,以及我国正极材料的技术和产业现状。对行业存在的共性问题,如产品品质差,技术实力不足进行了分析。展望了产业未来发展趋势,并提出了增加技术投入、加强产学研协同和高端装备应用等建议。

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铅碳电池储能技术

陶占良, 陈军

2015 (6): 546-555. doi: 10.3969/j.issn.2095-4239.2015.06.002

摘要 ( 1056 )

PDF(15345KB) ( 502 )

储能技术在太阳能、风能等可再生能源发电、智能电网/微网建设等方面有着广阔的应用前景。铅酸电池具有价格低、较高电压、性能稳定、宽工作温度范围等优势,占据着固定储能市场的主导地位。但在智能电网、混合动力车的实际应用中,电池必须在不同的充电状态下操作,特别是在高倍率部分荷电模式。在这种操作模式下,硫酸盐沉积物积聚在电极表面,限制了铅酸电池的容量和循环寿命。铅碳电池是由铅酸电池和超级电容器组合形成的新型储能装置,它抑制了放电过程中负极板表面硫酸盐的不均匀分布和充电时较早的析氢现象,具有铅酸电池高能量和超级电容器高功率的优点,在部分荷电态大功率充放电状态具有较高的循环寿命,适合高倍率循环和瞬间脉冲放电等工作状态。本文介绍了铅碳电池的基本概念及原理,并对铅碳电池储能技术的发展历程和现状进行了总结。

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锂电池百篇论文点评（2015.8.1—2015.9.30）

王昊, 闫勇, 林明翔, 陈彬, 胡飞, 詹元杰, 陈宇阳, 赵俊年, 武怿达, 俞海龙, 刘燕燕, 贲留斌, 黄学杰

2015 (6): 556-568. doi: 10.3969/j.issn.2095-4239.2015.06.003

摘要 ( 726 )

PDF(14378KB) ( 465 )

该文是一篇近两个月的锂电池文献评述,我们以“lithium”和“batter*”为关键词检索了Web of Science 从2015年8月1日至2015年9月30日上线的锂电池研究论文,共有2432篇,选择其中100篇加以评论。正极材料主要研究了富锂相材料、三元材料和尖晶石材料的掺杂和表面包覆及界面层改进对其循环寿命的影响。高容量的硅、锡基复合负极材料研究侧重于SEI界面层、复合材料、黏线剂及反应机理研究,电解液添加剂、固态电解质、锂空电池、锂硫电池的论文也有多篇。理论模拟工作包括电极材料体相和界面结构以及电解质的输运性质,除了以材料为主的研究之外,针对电池的状态估计、失效分析、热安全分析的研究论文也有多篇。

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锂硒电池研究进展

金玉红, 王莉, 何向明

2015 (6): 569-576. doi: 10.3969/j.issn.2095-4239.2015.06.004

摘要 ( 806 )

PDF(11345KB) ( 371 )

锂硒电池因其可观的体积比容量（3254 mA·h/cm³）,已经引起了国内外研究学者们的广泛关注。本文在介绍锂硒电池硒/碳正极材料的基础上,指出了锂硒电池目前存在的主要问题,并提出了可能的解决方案,最后对未来锂硒电池的研究方向做出了展望。

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中高温热化学反应储能研究进展

孙峰, 彭浩, 凌祥

2015 (6): 577-584. doi: 10.3969/j.issn.2095-4239.2015.06.005

摘要 ( 917 )

PDF(8999KB) ( 335 )

热化学反应储能可实现能源的高效转换、长时储存和远距离输运,在大规模储能领域有广阔的应用前景,是当前储能研究的热点之一。文章着眼于反应温度介于573~1273 K的中高温热化学反应体系：金属氢化物体系、氧化还原体系、有机体系、无机氢氧化物体系以及氨分解体系,从实验研究、数值模拟与技术创新等方面评述了当前几种有发展前景的储能体系的研究进展,并介绍了典型的示范工程。根据各体系研究中存在的问题,探讨和展望了其发展趋势。

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水下压缩空气储能研究进展

王志文, 熊伟, 王海涛, 王祖温

2015 (6): 585-598. doi: 10.3969/j.issn.2095-4239.2015.06.006

摘要 ( 1223 )

PDF(15107KB) ( 585 )

压缩空气储能技术是目前储能技术的研究热点之一。水下压缩空气储能利用水的静压特性实现压缩空气的等压存储,具有系统效率较高、受地形限制小、储能规模灵活可变的特点,尤其适合于海上风能等可再生能源的规模化存储。本文简要介绍了压缩空气储能技术的工作原理与发展,通过对比分析阐明了水下压缩空气储能所具有的优势,全面分析了水下压缩空气储能技术的研究进展,对采用柔性储能包的水下压缩空气储能技术进行了重点分析,并对水下压缩空气储能系统开发的关键技术进行了总结和展望。

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锂离子电池产热特性理论模型研究进展

匡勇, 刘霞, 钱振, 郭成龙, 黄丛亮, 饶中浩

2015 (6): 599-608. doi: 10.3969/j.issn.2095-4239.2015.06.007

摘要 ( 1046 )

PDF(14319KB) ( 495 )

本文根据近年来锂离子电池产热特性方面的研究,详细阐述了锂离子电池产热的基本原理,并总结了国内外锂离子电池产热模型的研究现状。重点针对电化学-热耦合模型、电-热耦合模型以及热滥用模型进行了详细综述,并在此基础上对锂离子电池热效应的研究和产热模型的建立进行了展望。

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锂离子电池及其材料热失控毒物研究

孙杰, 李吉刚, 党胜男, 唐娜, 周添, 李江存, 卫寿平, 杨凯, 高飞

2015 (6): 609-615. doi: 10.3969/j.issn.2095-4239.2015.06.008

摘要 ( 822 )

PDF(8236KB) ( 1231 )

本文阐述了锂离子电池常规安全性问题和热失控引发燃烧爆炸泄漏毒物的非常规安全性问题,探讨了锂离子电池泄露物的毒性及其对人体和环境的危害,以电动车用锂离子电池为例分析了城市交通和环境将面临的继发问题和压力,定量对比了10 A·h软包装的磷酸铁锂、锰酸锂和三元材料锂离子电池热失控燃烧释放的代表性毒物之一的CO浓度,提出了锂离子电池热失控毒物安全性问题的不可回避性。

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KF-KCl/SiO₂复合材料的制备与储热性能表征

付航, 程晓敏, 朱教群, 李元元, 周卫兵

2015 (6): 616-621. doi: 10.3969/j.issn.2095-4239.2015.06.009

摘要 ( 558 )

PDF(5493KB) ( 682 )

采用混合烧结工艺将相变材料KF-KCl和陶瓷材料SiO₂进行复合,并添加聚乙烯醇作为黏结剂、B₂O₃作为烧结助剂,成功制备出一种陶瓷基复合结构储热材料。通过试验,确定了复合材料的烧结程序以及最佳的烧结温度。XRD分析表明,由KF-KCl/SiO₂构成的复合结构储热材料各物质之间具有良好的化学相容性;TG-DSC分析表明,复合材料在591.7 ℃时出现吸热峰,相变潜热是157.4 J/g。该复合材料具有储热密度高、无需容器盛装等特点,可以实现高温储热。

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锂储能子系统对微型冷热电联供系统的影响

刘倩囡, 付忠广, 边技超

2015 (6): 622-626. doi: 10.3969/j.issn.2095-4239.2015.06.010

摘要 ( 506 )

PDF(4299KB) ( 518 )

分布式冷热电联供系统作为传统分布式供能系统的延伸,在继承传统系统能量分级利用优点的同时,其供能效率和经济性都有很大的提升。为保证系统冷、热、电负荷按照既定的规律变化,维持能量的输出与负荷需求相匹配,确保较高的运行效率,创新地加入储能子系统。本文通过定性分析的方法,针对储能子系统在分布式冷热电联供系统中的作用展开讨论,结合微型冷热电联供系统的模拟结果,对储能子系统进行初步的设计和计算,证明储能子系统的加入对分布式冷热电联供系统的效率和稳定性均有提升。

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基于储热技术的高温电蓄热产品的应用可行性分析

徐勇, 柯秀芳, 张仁元, 黎天标

2015 (6): 627-631. doi: 10.3969/j.issn.2095-4239.2015.06.011

摘要 ( 634 )

PDF(4699KB) ( 655 )

简介了国内外科研工作者在蓄热介质和封装容器材料方面的研究,综合分析认为,以铝硅合金为蓄热介质、S316为封装容器材料的高温电蓄热产品具有投产的可行性。理论上分析了高温电蓄热产品负荷变化和经济性能,认为其工作上性能良好,经济上效益可期。

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太阳能空气集热器和相变储能墙复合采暖系统分析

刘馨, 冯国会, 黄凯良

2015 (6): 632-637. doi: 10.3969/j.issn.2095-4239.2015.06.012

摘要 ( 531 )

PDF(4978KB) ( 456 )

可再生能源的高效利用是降低建筑能耗的有效方法。将相变储能墙与太阳能热风相结合,可改善太阳能热风采暖的不稳定性,从而提高太阳能的利用效率。通过试验和ANSYS模拟软件对复合系统的分析,确定相变储能墙体的储热特性和合理用量,研究复合采暖系统的室温变化和传热规律,分析相变储能墙对采暖系统的贡献率。结果表明：与未采暖房间相比,复合采暖系统可以使室内平均温度提高7~15℃,该复合采暖系统具有一定的应用前景;当太阳能空气集热器的送风口温度在37~77℃时,相变材料能够充分利用,相变墙整体的相变比例约为40%,从线性回归比例看,复合采暖效果要比太阳能热风采暖效果好。

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石墨泡沫/石蜡储热装置的凝固过程分析

郭茶秀

2015 (6): 638-643. doi: 10.3969/j.issn.2095-4239.2015.06.013

摘要 ( 458 )

PDF(7616KB) ( 761 )

石蜡相变材料的导热系数较小,严重影响了其传热速率和凝固速率。通过对填充石墨泡沫/石蜡的储能系统进行凝固过程的模拟,确定了石墨泡沫对相变储能系统性能的影响。研究结果表明石墨泡沫不仅大大缩短了相变凝固时间,也使储能系统的温度分布更加均匀;通过分析冷却水进口速度和温度对复合相变材料的凝固过程的影响,说明随着冷却水进口速度的增大和温度的降低,传热速率加快,凝固时间缩短。分析了复合材料相变区的自然对流对相变过程的影响,模拟结果证明自然对流能在一定程度上加快相变材料的凝固过程。

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一种传统压缩空气储能系统的?分析

何青, 张军良, 刘辉, 蔡悠然

2015 (6): 644-649. doi: 10.3969/j.issn.2095-4239.2015.06.014

摘要 ( 904 )

PDF(6276KB) ( 687 )

压缩空气储能技术是具有较大发展前景的大规模储能技术之一,具有广阔的发展前景。使用Aspen Plus软件以传统压缩空气储能系统为例进行流程模拟,运用分析方法对模拟结果进行热力性能分析。分析结果表明,燃烧室的损失是系统各设备损失中最大的。同时还对压缩空气储能系统各个组成部件的运行效率与储能系统的损失之间的关系进行了敏感性分析,分析结果表明,对系统效率影响最大的参数为燃烧室效率,最小的参数为膨胀透平绝热效率。

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近期储能产业新闻

中关村储能产业技术联盟

2015 (6): 650-651.

摘要 ( 285 )

PDF(1684KB) ( 355 )

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