储能科学与技术

Ni_xCo_1-_x(OH)₂干凝胶电性能及其循环稳定性

程杰, 刘汉民, 文越华, 曹高萍

2015 (4): 339-346. doi: 10.3969/j.issn.2095-4239.2015.04.001

摘要 ( 388 )

PDF(5619KB) ( 574 )

研究了Ni_xCo_1-_x(OH)₂干凝胶中钴含量对其电性能及循环稳定性的影响。用溶胶-凝胶法制备了Ni_xCo_1-_x(OH)₂干凝胶材料,用液氮吸附、XPS和XRD研究了含钴Ni(OH)₂干凝胶的组成和结构,用恒电流技术研究了它们的电容性能。结果表明,Ni_xCo_1-_x(OH)₂干凝胶具有较高的比表面积和丰富的中孔;添加钴改善了Ni_xCo_1-_x(OH)₂干凝胶的倍率性能,当钴含量达到24%时效果最佳;充放电后Co_xNi_1-_x(OH)₂干凝胶的晶态结构仍是β-Ni(OH)₂晶相结构,钴含量20%以上的Co_xNi_1-_x(OH)₂干凝胶充放电后微晶尺寸变化不明显;组成的活性炭/ Ni_0.76Co_0.24(OH)₂干凝胶电容器20 mA/cm²充放电循环时,库仑效率达到95%以上,循环100000次以上,电容器的比容量仍保持在90%以上。在长循环过程中,Ni_0.76Co_0.24(OH)₂干凝胶的微晶尺寸变化不大,微晶晶胞a轴逐渐变大、c轴逐渐缩小,晶胞参数趋向理想的β-Ni(OH)₂晶体。

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移动储热式LNG应急装置

孙超, 樊栓狮, 郎雪梅, 王燕鸿

2015 (4): 347-352. doi: 10.3969/j.issn.2095-4239.2015.04.002

摘要 ( 507 )

PDF(5101KB) ( 584 )

移动式LNG应急装置供气范围广,设备利用率高,基本满足各类用户的应急供气需求。但现有空温式LNG应急装置供气稳定性仍不足,明火水浴式LNG应急装置气化成本偏高,本文提出了一种新型的移动储热式LNG应急装置;并对其进行了原理介绍、概念设计和技术经济性评价。结果表明,大中型移动储热式LNG应急装置的应急供气成本与空温式相当,分别为2.23元/Nm³和2.42元/Nm³,比明火水浴式节约;气化强度可达70Nm³/(m²·h),与水浴式相当;其具备实际可操作性及经济可行性。

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锂电池百篇论文点评（2015.4.1—2015.5.31）

胡飞, 林明翔, 徐凯琪, 闫勇, 王昊, 陈彬, 詹元杰, 陈宇阳, 贲留斌, 刘燕燕, 黄学杰

2015 (4): 353-364. doi: 10.3969/j.issn.2095-4239.2015.04.003

摘要 ( 621 )

PDF(13680KB) ( 286 )

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4月1日至2015年5月31日上线的锂电池研究论文,共有1416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结构演变及掺杂和表面包覆对其循环寿命的影响。高容量的硅基负极材料研究侧重于纳米材料、复合材料、黏结剂及反应机理研究,电解液添加剂、固态电解质、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,电池模型和针对电池的失效分析、热安全分析的研究论文也有多篇。

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电池热管理用相变储能材料的研究进展

刘霞, 匡勇, 钱振, 郭成龙, 黄丛亮, 饶中浩

2015 (4): 365-373. doi: 10.3969/j.issn.2095-4239.2015.04.004

摘要 ( 643 )

PDF(9768KB) ( 253 )

因环保和节能的需要,电动汽车必将成为未来汽车发展的重要方向。影响电池性能、寿命的热管理技术近年来发展迅速。电池热管理根据其传热介质分为空气冷却技术、液体冷却技术和相变材料冷却技术。本文根据近年来国内外对基于相变材料的动力电池热管理研究状况,综述了电池热管理相变材料的研究进展,重点总结了用于电池热管理的相变材料、PCM/高导热粒子、PCM/泡沫金属以及PCM用于电池热管理的形式。

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锂锂硫电池正极材料研究进展

辛培明, 金波, 侯甲子, 严庆光, 钟晓斌, 王环环, 高凡

2015 (4): 374-381. doi: 10.3969/j.issn.2095-4239.2015.04.005

摘要 ( 792 )

PDF(9307KB) ( 301 )

锂硫电池作为一种非常有前途的高能化学电源,随着电动汽车和便携式电子设备的发展,因其高理论比容量（1675 mA·h/g）和高理论能量密度（2600 W·h/kg）引起了人们的广泛关注。然而,锂硫电池发展过程中的一些挑战不可避免,包括硫较低的离子和电子导电性,较差的循环性以及生成的多硫化物易溶于有机溶剂等缺点,制约了锂硫电池的发展。本文结合近年来锂硫电池正极材料的研究进展,简要阐述了锂硫电池正极材料的研究现状、问题及面临的挑战。锂硫电池由于其发展中面临技术瓶颈难以突破,导致现在还无法大规模的应用,因而对其性能的改进也就成了当今的研究热点。硫电极材料电导率低、循环性能差,可以通过碳包覆或者掺杂改善材料性能。然而由于成本和技术问题,大部分锂硫电池正极材料目前还主要处于研究试验阶段。因此,在提高材料性能的前提下,通过碳包覆或者掺杂改善工艺,探索一条适合工业化生产的道路是下一阶段研究的重点。

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锂储热技术在木材太阳能干燥中的应用与发展趋势

于海涛, 高建民, 陈瑶

2015 (4): 382-387. doi: 10.3969/j.issn.2095-4239.2015.04.006

摘要 ( 542 )

PDF(6750KB) ( 661 )

储热技术有利于提高太阳能的利用率,降低传统木材干燥的能耗,对木材工业的可持续发展具有重要意义。本文系统地阐述了储热技术的基本原理,简要介绍了其应用概况;结合国内外研究现状,分析了储热技术在木材太阳能干燥中的应用,并指出了储热技术在木材太阳能干燥中的发展趋势。

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基于风电功率预测误差区间的储能系统控制策略

严干贵, 冯凯翔, 刘嘉, 李军徽, 王月, 孙兆键, 李鸿博

2015 (4): 388-393. doi: 10.3969/j.issn.2095-4239.2015.04.007

摘要 ( 523 )

PDF(6274KB) ( 456 )

由于风能的间歇性和随机性,风电功率预测的精度依然较低。随着大规模风电的集中接入,不确定性风电功率并网运行会加重电力系统的调控负担,同时会对日前调度计划安排带来不利影响。储能系统具有对功率和能量的时间迁移能力,被认为是平抑风电功率波动性、提高风电功率确定性的有效手段。本文从电力系统安全角度分析了制约风电上网规模的原因,使用基于时间序列的自回归模型预测风电功率,提出利用储能平抑风电功率预测误差区间的方法,对比考虑最大预测误差的传统调度方法,采用风电平均入网容量、风电发电量、电网空间利用率等评价指标评估所提出方法的有效性。

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锂150 kJ/100 kW直接冷却高温超导磁储能系统

徐颖, 任丽, 唐跃进, 李敬东, 石晶, 刘洋, 廖于翔, 邓嘉翕, 王少荣, 施萧寒, 左文平, 王壮

2015 (4): 394-401. doi: 10.3969/j.issn.2095-4239.2015.04.008

摘要 ( 648 )

PDF(8561KB) ( 153 )

高温超导磁储能系统（SMES）是一种功率型的储能装置,本文介绍了国内自主研发的150 kJ/100 kW直接冷却高温超导磁储能系统的总体结构和基本试验结果。高温超导磁体由Bi2223/Ag和YBCO两种超导带材绕制而成,通过直接冷却方式将储能磁体成功冷却到了17 K左右。经测试,储能磁体的直流临界电流达到180 A,临界储能量157 kJ,磁体中心场强4.7 T;该SMES能快速独立地在四象限进行有功功率和无功功率交换,响应速度小于10 ms;在电力系统动态模拟实验中,SMES有效抑制了电力系统中因发电机机端短路故障引起的功率振荡。

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钠-氯化镍电池等效电路模型研究

郭朝有, 徐海, 吴雄学

2015 (4): 402-406. doi: 10.3969/j.issn.2095-4239.2015.04.009

摘要 ( 569 )

PDF(3449KB) ( 580 )

根据意大利电技术研究中心（CESI）公布的阶段放电试验数据,基于放电静置法,辨识得到了二阶RC动态等效电路模型各参数的关系函数式,并构建仿真模型对参数辨识结果进行仿真验证。仿真结果表明,参数辨识结果具有较高的精度,所建立的等效电路模型能较准确地模拟钠-氯化镍电池的动态特性,可用于电池监测与管理技术研究。

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Li_1.2[Mn_0.52-0.5_xNi_0.20-0.5_xCo_0.08+_x]O₂正极材料的结构和储能特性

王春雷, 任崇, 孔继周, 周飞, 李军秀, 俞超, 汤卫平

2015 (4): 407-411. doi: 10.3969/j.issn.2095-4239.2015.04.010

摘要 ( 605 )

PDF(5338KB) ( 551 )

以碳酸钠为沉淀剂,乳酸钠为络合剂合成碳酸盐前驱体,950℃烧结制备了Li_1.2[Mn_0.52-0.5_xNi_0.20-0.5_xCo_0.08+_x]O₂（x=0, 0.02, 0.04, 0.06）系列材料,探讨元素含量变化对材料的结构、形貌、充放电性能的影响。研究结果表明：随着x的增大,材料的晶格常数c/a比值增加,层状结构更加完整。当x=0.02时,该材料的充放电性能最优,其首次放电容量为261.0 mA·h/g,0.5C下循环100次后的放电容量仍有189.9 mA·h/g,容量保持率高达98.85%,2C倍率下放电容量最高达到157.6 mA·h/g。进一步增大x值时,由于Co含量的上升,使得更多的Co^3+/4+ 2g轨道与O^2- 2p轨道发生带隙重叠,从而使得材料的比容量和循环性能下降。

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质量比能量型锂离子电池型号设计——电池质量公式

李国华, 张宏生, 李建军, 王莉, 何向明, 欧阳明高

2015 (4): 412-416. doi: 10.3969/j.issn.2095-4239.2015.04.011

摘要 ( 622 )

PDF(3724KB) ( 704 )

提出了一种质量比能量型锂离子电池型号设计思路,推导出了以正极片数量和正极片长宽比为自变量的电池质量公式,并对公式的正确性和准确性进行了验证,通过实例阐述了电池质量公式的应用方法和实际意义。研究结果表明,电池质量公式在定义域内存在最小值点,可以通过求解电池质量公式的最小值为高质量比能量电池型号设计提供理论依据。

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复合聚合物电解质制备与性能

袁骏飞, 吴斌, 胡芸, 李德湛, 谢凯, 洪晓斌

2015 (4): 417-421. doi: 10.3969/j.issn.2095-4239.2015.04.012

摘要 ( 479 )

PDF(4737KB) ( 571 )

在复合电解质的设计中,采用结构承载相和离子导电相相结合的方式来满足结构化锂离子电池对强度和电性能的综合要求。首先确定环氧树脂为结构承载相的基体以获得良好的力学性能,利用液态和固态两种不同的造孔剂在基体内构筑连通孔隙,再通过在连通孔隙中填充凝胶态电解质或吸附液态电解质的方式提高离子导通率。综合考虑结构承载相力学性能和吸液率,得出以下结论：环氧树脂/萘/DBP/SiO₂质量比为20:20:4:1时,制得的样品力学性能和吸液率较佳。通过对复合聚合物电解质样品的阻抗分析测试,实验所制备的样品离子电导率最高可达1.6×10^-3 S/cm,满足结构化锂离子电池电性能需求。

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近期储能产业新闻

中关村储能产业技术联盟

2015 (4): 422-423.

摘要 ( 286 )

PDF(1692KB) ( 280 )

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