储能科学与技术

风储联合发电系统研究进展

严干贵, 冯爽, 李军徽

2014 (4): 297-301. doi: 10.3969/j.issn.2095-4239.2014.04.001

摘要 ( 535 )

PDF(4910KB) ( 536 )

储能系统由于能够实现电能的时空平移,具有响应速度快,规模化等优点,是改善风电波动性,提高其并网能力的有效手段,构建风储联合发电系统成为目前研究重点.简单介绍了风电并网对电力系统的影响及不同类型电池储能技术的发展现状,给出了部分国内外风储联合发电系统的示范工程,并分析了平滑风电功率波动,跟踪计划出力曲线和削峰填谷3种主要运行方式,重点阐述了目前风储联合发电系统控制策略和储能容量配置研究现状,对进一步开展风储联合发电系统的研究进行了展望,指出经济性仍然是制约储能技术应用的关键问题之一,提高包含储能单元的风储联合发电系统的经济性是今后的研究重点.

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辅助火电机组参与电网调频的BESS容量配置

丁冬, 杨水丽, 李建林, 惠东, 刘宗歧, 李婷婷

2014 (4): 302-307. doi: 10.3969/j.issn.2095-4239.2014.04.002

摘要 ( 796 )

PDF(5366KB) ( 834 )

传统调频机组因其固有特性而不易实现实际出力与理论计算值相吻合,并且工作在经济运行区内,难以应对电力系统快速发展,新能源发电并入等引起的频率稳定问题.电池储能系统(battery energy storage system,BESS)具有快速,精确的功率响应能力等优势,从而成为新的辅助调频手段的关注热点.在探讨BESS参与电网一,二次调频的实现方法基础上,对与火电机组具备同等调频能力的BESS功率与容量进行配置,并提出了储能容量控制策略建议.示例计算和对比分析,验证了该配置方案的可行性和储能系统参与电网调频的可靠性,为新调频手段的选取与分析提供了借鉴.

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磁悬浮储能飞轮用径向磁轴承磁路仿真分析

李泽辉, 滕万庆, 李翀

2014 (4): 308-311. doi: 10.3969/j.issn.2095-4239.2014.04.003

摘要 ( 532 )

PDF(4204KB) ( 612 )

以自行设计的磁悬浮储能飞轮测试样机用径向磁悬浮轴承为例,应用ANSYS有限元分析软件对径向磁悬浮轴承磁路进行仿真与计算,给出了有限元软件仿真分析磁路的具体流程.仿真数据与理论计算数据对比表明,计算结果正确,在设计误差允许范围内,为样机的顺利研制提供了必要帮助.

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飞轮储能密度的理论预测与实验测试

戴兴建, 汪勇, 沈祖培

2014 (4): 312-315. doi: 10.3969/j.issn.2095-4239.2014.04.004

摘要 ( 557 )

PDF(3431KB) ( 513 )

飞轮储能密度是衡量转子材料结构技术水平的重要指标,分析了储能密度的计算方法和工程制约因素,提出了一种简要的工程计算方法,并应用于一文献所给出的飞轮结构的储能密度分析和校核.目前我国的实验飞轮线速度没有超过800 m/s,储能密度小于60 W·h/kg.

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主动储能调控在冷热电联供系统中的节能效果

杨启超, 李连生

2014 (4): 316-321. doi: 10.3969/j.issn.2095-4239.2014.04.005

摘要 ( 490 )

PDF(5048KB) ( 535 )

节能性是评价冷热电联供系统的重要指标之一.阐述了分布式冷热电联供系统中主动储能调控方法的原理.基于用户侧负荷特性和燃气轮机变工况运行规律的分析,采用相对节能率作为评价联供系统节能性的指标,以夏季冷电并供时的饭店类型建筑典型负荷为案例,探讨主动储能调控在分布式冷热电联供系统中的节能效果及影响因素.结果表明,与常规分产系统相比,无主动储能的相对节能率为11.8%,主动储能调控的联供系统相对节能率为21.6%.相对节能率的大小受到电压缩制冷系统性能系数和用户负荷冷电比的影响,电压缩制冷系统性能系数越高则联供系统相对节能率越低,用户负荷冷电比越高,联供系统相对节能率越高.

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超级电容器电极材料的研究进展

贾志军, 王俊, 王毅

2014 (4): 322-338. doi: 10.3969/j.issn.2095-4239.2014.04.006

摘要 ( 732 )

PDF(30514KB) ( 457 )

超级电容器是一种利用界面双电层储能或在电极材料表面及近表面发生快速可逆氧化还原反应而储能的装置,因其高比功率和长循环寿命等特点而具有广阔的应用前景,高性能电极材料是当前超级电容器研究的重点.本文简单介绍了超级电容器电极材料的分类,并对碳素材料,过渡金属氧化物,导电聚合物等三类超级电容器电极材料及其复合材料的研究进展进行了简单论述.

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液相法合成磷酸铁锂的研究进展

赵领, 刘兴泉, 王伟, 张峥, 赵红远

2014 (4): 339-344. doi: 10.3969/j.issn.2095-4239.2014.04.007

摘要 ( 642 )

PDF(5954KB) ( 642 )

磷酸铁锂已经成为一种重要的锂离子动力电池正极材料,磷酸铁锂的合成方法分为固相法和液相法.液相法合成对材料的微观形貌影响较大,在合成具有特定形貌和尺寸的磷酸铁锂材料时,仍然以液相法合成为主.本文较详细地介绍了近年来液相法中的溶剂热法和溶胶-凝胶法制备磷酸铁锂的研究进展,包括传统的水热合成和非水溶剂热合成以及溶胶-凝胶法在某些具有特殊微结构的磷酸铁锂制备中的研究进展.

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高比容量锂硫电池复合正极材料

郭锦, 张敏刚, 闫时建, 孙钢

2014 (4): 345-352. doi: 10.3969/j.issn.2095-4239.2014.04.008

摘要 ( 609 )

PDF(7644KB) ( 323 )

Li与S完全反应生成Li₂S时,单质硫正极的理论比容量为1675 mA·h/g,比LiFePO₄,LiCoO₂等正极材料的比容量高很多.单质S价格低,无毒,是一种理想的正极材料,然而其导电性较低,循环比容量衰减较快,因此需要改善S正极材料的导电性来提高其电化学性能.本文综述了硫基复合正极材料的制备方法,结构与形貌,电化学性能.探讨了S与多孔碳,碳纳米管,石墨烯和聚吡咯等复合的正极材料的电化学性能,并对硫基正极材料的发展趋势进行了展望.

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飞灰基活性炭电极材料的制备及其电化学性能

张亚飞, 张传祥, 王力, 邢宝林, 黄光许, 段玉玲

2014 (4): 353-359. doi: 10.3969/j.issn.2095-4239.2014.04.009

摘要 ( 512 )

PDF(7372KB) ( 268 )

煤炭气化过程中产生大量飞灰,其中仍然含有未被利用的炭.以飞灰为前驱体,经浮选脱灰,化学活化制备活性炭.考察了制备条件对活性炭性能的影响.结果表明:①碱炭比升高,总孔容和微孔容积增加,中孔含量降低;②碱炭比越高,比电容越大,但大于2∶1后,比电容没有显著提高;③浮选脱灰的电化学性能得到提高;④在大电流密度下充放电仍然保持较高的比电容并且具有优异的循环使用性能.

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锂离子电池用铜箔集流体的力学性能分析

朱建宇, 冯捷敏, 王宇晖, 郭战胜

2014 (4): 360-363. doi: 10.3969/j.issn.2095-4239.2014.04.010

摘要 ( 904 )

PDF(7095KB) ( 645 )

集流体作为锂离子电池电极的重要组成部分,其力学性能对电极结构的设计和优化至关重要.通过表征负极用铜箔集流体的力学性能(弹性模量,屈服强度和断裂强度等),实现对集流体的合理,可靠使用,为优化电极结构提供指导.本文分别研究了三种不同厚度压延铜箔和电解铜箔的力学性能,发现电解铜箔和压延铜箔的弹性模量分别为70 GPa和50 GPa左右.铜箔的屈服强度随厚度减小而增大,表现出越薄越强的趋势.使用扫描电镜(SEM)观察微拉伸试验后的不同厚度铜箔集流体的断裂面,发现电解铜箔的断裂方式为脆性断裂,压延铜箔为韧性断裂.

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锂电池百篇论文点评(2014.4.1--2014.5.31)

徐凯琪, 林明翔, 唐代春, 孙洋, 闫勇, 陈彬, 王昊, 贲留斌, 刘燕燕, 黄学杰

2014 (4): 364-375. doi: 10.3969/j.issn.2095-4239.2014.04.011

摘要 ( 577 )

PDF(14284KB) ( 366 )

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2014年4月1日至2014年5月31日上线的锂电池研究论文,共有1084篇,选择其中100篇加以评论.层状氧化物正极材料的研究工作有材料结构和表面结构分析以及表面包覆对材料充放电循环寿命的影响,高电压的尖晶石结构LiNi_0.5M_1.5O₄材料主要研究了掺杂和表面包覆的作用,磷酸铁锂的研究涉及材料制备方法和热稳定性研究.高容量的硅基负极材料一直是研究的热点,硅负极材料嵌脱锂过程中结构和微结构的变化以及硅或氧化硅与碳或金属复合材料是研究重点,电解液方面的研究论文较多,碳材料与锡/氧化锡复合负极材料,固态电解质,锂空电池,锂硫电池的论文也有多篇.理论模拟工作包括和硅负极材料嵌锂研究以及正极材料的动力学过程研究,除了这些以材料为主的研究之外,针对电池的原位分析,电池模型,电池制造技术的研究论文也有多篇.

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锂离子电池基础科学问题（X）——全固态锂离子电池

张舒, 王少飞, 凌仕刚, 高健, 吴娇杨, 肖睿娟, 李泓, 陈立泉

2014 (4): 376-394. doi: 10.3969/j.issn.2095-4239.2014.04.012

摘要 ( 1578 )

PDF(18881KB) ( 1453 )

商用锂离子电池由于采用含有易燃有机溶剂的液体电解质，存在着安全隐患。发展全固态锂离子电池是提升电池安全性的可行技术途径之一。目前全固态锂离子电池的应用还需要解决一些科学与技术问题，包括：开发能在宽温度范围使用，兼顾高电导率与电化学稳定性的固体电解质材料；减小电解质相与电极相界面间离子输运电阻的技术；适合全固态电池使用的正负极材料；相关材料与电池的设计与规模化制造技术。本文从固体电解质材料的研究开发进展，高通量计算用于固体电解质材料的筛选以及电极材料与固体电解质界面问题等方面进行了小结。

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液流电池理论与技术----全钒液流电池的数值模拟分析

廖斯达, 宋士强, 张剑波, 王保国

2014 (4): 395-405. doi: 10.3969/j.issn.2095-4239.2014.04.013

摘要 ( 709 )

PDF(8767KB) ( 317 )

以全钒液流电池为研究对象,利用电池内部传递与反应相耦合的机理模型,模拟电池二维,等温,稳态条件下,电池充电过程电极参数对电池内部极化的影响规律,包括碳毡电极的几何结构参数(厚度Lt和压缩比CR),电学特性参数(比表面积a和电导率)和操作参数(充电电流密度i)的影响.数值模拟结果给出Lt从1.5 mm增至3.5 mm,端电压仅降低3 mV;CR从0.1增至0.5,端电压降低16 mV;a从3.5×10⁴ m²/m³增至3.5×106 m²/m³,端电压降低30 mV;从18.9 S/m增至164.4 S/m,端电压降低87 mV,并给出多孔电极内部过电势在不同条件下不同的二维分布特点;i从100 mA/cm²增至150 mA/cm²,端电压增大57 mV,若同比增大比表面积a,则端电压只增大46 mV.将数值模拟与宏观实验相对比,取得良好的一致性,表明了数值模拟与分析的可靠性.通过增大CR,a,可以明显提高电池性能,为进一步提高电极材料的性能,设计电极结构参数,选择操作参数提供了重要依据.

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基于锌溴液流储能电池的车载式应急电源

秦小州, 纪永新, 张丽, 殷俊, 杨波, 张红瑾

2014 (4): 406-409. doi: 10.3969/j.issn.2095-4239.2014.04.014

摘要 ( 578 )

PDF(3600KB) ( 498 )

文章以传统车载式柴油发电机应急电源车为例,引出近年来其家族的新成员"移动储能式应急电源"车,着重介绍了具有静音及环保特征的锌溴液流储能电池式应急电源车,阐述了液流电池作为车载式应急电源存在的几个问题,如防震,应用方式等.以一个具体的工程应用为例,介绍了将锌溴液流电池与车载系统相配合的几个要点,完成了第一个基于液流电池的车载式应急电源的研制,并结合工程实践提出了存在的问题及未来的展望.

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试论家庭分布式储能的发展前景

叶卫国

2014 (4): 410-415. doi: 10.3969/j.issn.2095-4239.2014.04.015

摘要 ( 579 )

PDF(5725KB) ( 799 )

电动汽车的大规模推广应用,将对现有储能方式产生重大的影响和挑战,本文结合对国内外电动汽车动力电池选型,现有大规模储能模式及其特点的分析,提出了家庭分布式储能的概念,介绍了家庭分布式储能装置的具体技术方案及其应用范围;对国外家庭储能装置及其应用现状以及政府对家庭储能产业所给予的相关扶持政策进行了介绍;分析了家庭分布式储能与家用电动汽车储能之间的关系,提出了通过家庭分布式储能来消化利用谷电的技术方案,展望了家庭分布式储能的发展和应用前景.

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一种分层式储能电池管理系统

裴丽娜, 黄哲, 董德鑫

2014 (4): 416-422. doi: 10.3969/j.issn.2095-4239.2014.04.016

摘要 ( 983 )

PDF(5291KB) ( 708 )

现有的储能电池管理系统大都是从电动汽车电池管理系统直接引用过来的,其管理的电池容量小,功能单一,实时性较差.兆瓦级储能系统由大容量电池串联,对电池系统管理效率提出了新要求.为解决这一问题,提出了一种3层分层式储能电池管理系统.对底层BMU,中层BCMS和顶层BAMS从硬件和软件设计两方面做了详细地介绍.分层式储能电池管理系统具有检测与计算,电池单体均衡管理,高压管理,统计存储,充放电管理,报警功能和通信.

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量电池之力发展电动汽车——专访中国人民解放军防化研究院第一研究所研究员、军用化学电源专家、中国工程院杨裕生院士

于水, 郗向丽

2014 (4): 423-426.

摘要 ( 386 )

PDF(3963KB) ( 542 )

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磷酸铁锂电池梯次利用于储能领域的影响因素分析

陈佰爽

2014 (4): 427-428.

摘要 ( 374 )

PDF(1636KB) ( 688 )

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近期储能产业新闻

中关村储能产业技术联盟

2014 (4): 429-430.

摘要 ( 304 )

PDF(1749KB) ( 318 )

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车用动力电池包组件等

2014 (4): 431-431.

摘要 ( 322 )

PDF(1265KB) ( 131 )

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