储能科学与技术

无机固体电解质材料的基础与应用研究

黄祯, 杨菁, 陈晓添, 陶益成, 刘登, 高超, 龙鹏, 许晓雄

2015 (1): 1-18. doi: 10.3969/j.issn.2095-4239.2015.01.001

摘要 ( 961 )

PDF(20166KB) ( 595 )

全固态锂电池由于具有安全性高、循环寿命长、能量密度高等特点,在高安全化学电源领域具有非常好的应用前景。固体电解质材料是全固态锂电池的核心,迄今被研究过的锂离子固体电解质体系很多,但性能好的材料较少。NASICON型结构氧化物、石榴石型结构氧化物、硫化物体系等锂离子固体电解质在室温下具备高离子电导率,是最具有应用前景的3类锂离子固体电解质材料。本文针对近年来国内外在这3类固体电解质材料方面的研究现状,主要从其结构特征、制备方法、改性研究等方面进行了简要的概括,归纳出各种电解质材料的特点,最后阐述锂离子固体电解质材料应用于全固态锂电池中面临的挑战和发展的前景。

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锂电池百篇论文点评（2014.10.1—2014.11.30）

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

2015 (1): 19-31. doi: 10.3969/j.issn.2095-4239.2015.01.002

摘要 ( 917 )

PDF(17055KB) ( 379 )

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10月1日至2014年11月30日上线的锂电池研究论文,共有971篇,选择其中100篇加以评论。层状氧化物正极材料主要研究了NCA的热稳定性及表面包覆对材料循环寿命的影响,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。高容量的硅、锡基负极材料研究侧重于纳米材料、复合材料、黏结剂及电极制备和反应机理研究,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SEI研究、材料中的锂扩散和材料与电池安全性关系的分析,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、电极制造技术的研究论文也有多篇。

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高温熔融盐蓄热系统的若干工程问题

郭晓娟, 丁旃, 秦贯丰, 杨小平, 黄斯敏, 蒋润花, 马远琼, 尹辉斌, 左远志, 杨敏林, 杨晓西

2015 (1): 32-43. doi: 10.3969/j.issn.2095-4239.2015.01.003

摘要 ( 855 )

PDF(13615KB) ( 277 )

高温熔盐蓄热单元对平衡太阳能热发电过程中的能量供求和延长日落后的发电时间有着不可替代的作用,并已经成为现代太阳能热发电站中的一个不可或缺的子系统。本文作者结合所在重点实验室的850 ℃的二元碳酸优态盐高温熔盐蓄热实验系统的安装与操作经验,讨论了高温熔融盐蓄热系统中常见的一些工程问题,包括熔盐输送管道的连接、熔盐回路的预防凝固和加热保温、熔盐的充装与排放、熔盐长轴泵、事故工况的研究和预防等。

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尖晶石结构NiCo₂O₄材料在超级电容器中的应用进展

金玉红, 王莉, 尚玉明, 高剑, 李建军, 何向明

2015 (1): 44-54. doi: 10.3969/ j.issn.2095-4239.2015.01.004

摘要 ( 682 )

PDF(13040KB) ( 281 )

尖晶石结构NiCo₂O₄材料以其优异的电化学性能,成为具有很好应用前景的超级电容器电极材料,近年来受到广泛关注。本文主要对NiCo₂O₄材料在超级电容器中的研究应用现状进行了详细的综述,重点介绍了NiCo₂O₄材料的结构、制备方法和改性方法,并且对其未来研究方向和应用前景进行了展望。

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锂硫电池充电过程的影响因素

刘景东

2015 (1): 61-65. doi: 10.3969/j.issn.2095-4239.2015.01.006

摘要 ( 716 )

PDF(6542KB) ( 762 )

为了探究多硫离子在多孔碳材料表面的氧化过程,组装了三电极模拟电池和两电极扣式电池。比较了高硫浓度下和低硫浓度下硫电极的循环伏安曲线和充放电曲线;研究了充放电过程中电解液颜色和极片表面颜色的变化;比较了硫浓度、电解液种类、碳材料比表面积对硫电极在2.6 V处氧化峰电流的影响。结果表明：维持硫的适当过饱和度,对硫电极充电过程的完成是必要的;充电过程中可产生单质硫,同时多硫离子还可通过化学过程生成硫。碳比表面积增大,将使氧化峰电流增大;碳酸酯电解液由于对硫和多硫离子溶解度小,氧化峰电流较小;随着硫浓度的增大,氧化峰电流先线性增大,后快速下降。使用醚类电解液时,合适的总硫浓度为0.125 mol/L。

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锂离子电池电极中锂枝晶的实时原位观测

朱建宇, 冯捷敏, 郭战胜

2015 (1): 66-71. doi: 10.3969/j.issn.2095-4239.2015.01.007

摘要 ( 716 )

PDF(15018KB) ( 790 )

锂离子电池尽管已成为便携式电子设备的主流电源,也是电动汽车、混合动力汽车等电源的主要选择之一,但依然存在使用过程中因形成锂枝晶而发生内短路的安全隐患。本文设计了一个宏微观实验研究商业用锂离子电池电极材料的充放电循环性能。在常温小电流充放电条件下,实时原位地观测锂枝晶的产生、生长、消融以及死锂残留等过程。实验结果揭示了锂枝晶不仅仅只是大电流过充或低温充电状态下的产物,常温常态小电流充电条件下依然能够生成锂枝晶。实验发现：锂枝晶出现在充电后期,随后直线伸长,尖端区域形貌保持不变;放电时,锂枝晶逐渐消融,尖端区域形貌依然不变,放电结束后电极上有死锂残留。

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一种应用于柴油机测试平台的新型嵌入式储能系统

牛建娜, 周友, 吴峂

2015 (1): 72-77. doi: 10.3969/j.issn.2095-4239.2015.01.008

摘要 ( 518 )

PDF(5022KB) ( 440 )

机车经过一定时间的运行,各部件都会发生磨耗、变形或损坏,为了使机车稳定可靠地运行或延长其使用期限,必须进行阶段性检修和测试。目前把水阻作为负载的测试手段已被广泛应用于机车柴油机测试,这种静态连续测试消耗的能量占发动机自身寿命周期内产生能量的15%~30%。这不仅造成了极大的能源浪费,也会引起金属极板的严重腐蚀。本工作以对柴油机测试过程产生的电能进行回收的项目为例,介绍了一种新型嵌入式储能系统的整体设计及储能系统中关键设备的功能,并对系统进行了仿真实验,仿真实验结果证明该系统可以稳定可靠地回收柴油机测试过程中产生的能量。

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二次利用磷酸铁锂动力电池并联特性研究

钟国彬, 周方方, 苏伟, 魏增福, 刘学武

2015 (1): 78-82. doi: 10.3969/j.issn.2095-4239.2015.01.009

摘要 ( 540 )

PDF(4387KB) ( 620 )

随着电动汽车的快速发展,未来将有大量的动力电池退役,这些淘汰下来的电池仍有可观的剩余容量和寿命,可以在静态储能等领域实现梯次利用。为了提高安全性和输出性能,淘汰下来的动力电池需要在筛选之后重新串、并联成组使用。以二次利用磷酸铁锂动力电池为研究对象,研究在单体电池内阻不一致、剩余容量不一致、初始SOC不一致等情形下,电池组的并联特性,即并联电池组中各电池直流阻抗、电流不平衡度的变化情况。对于实现磷酸铁锂动力电池的梯次利用具有指导意义。

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锂离子电池基础科学问题（ⅫⅠ）——电化学测量方法

凌仕刚, 吴娇杨, 张舒, 高健, 王少飞, 李泓

2015 (1): 83-103. doi: 10.3969/j.issn.2095-4239.2015.01.010

摘要 ( 2086 )

PDF(18070KB) ( 2152 )

电化学测量方法在锂离子电池研究中有着广泛的应用,常用于电极过程动力学基本信息的测量。本文首先简述了电化学测量的基本原理、电化学极化、测量方法特点等,并讨论了常见的测量方法在锂电池基础研究中的应用,包括循环伏安,电化学阻抗谱、恒电流间歇滴定、电位弛豫技术。

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储能系统在煤矿智能应急电源中的应用

吴峂, 周友, 牛建娜

2015 (1): 104-109. doi: 10.3969/j.issn.2095-4239.2015.01.011

摘要 ( 576 )

PDF(1007KB) ( 539 )

为满足煤炭行业和煤矿企业对于供电可靠性日益增长的需求,同时探索兆瓦级储能系统在工业用户侧的实用化解决方案,本项目在内蒙古乌海平沟煤矿设计建造了基于铅酸电池和磷酸铁锂电池储能技术的矿用兆瓦级智能应急电源。系统主要功能为：在电网正常供电时,替代传统的油浸电容器进行无功补偿;在电网出现供电故障时,为煤矿的特别重要负荷提供至少30 min的连续可靠供电。除此外,系统还可根据用户需求执行包括削峰填谷、分布式新能源发电波动平抑在内的多种功能。为保证应急电源系统的安全性、可靠性和使用寿命,本工作在进行设计时着重考虑了蓄电池的选型、容量配比、成组设计以及储能变流系统（PCS）的电路拓扑设计和电池维护高级智能控制策略,旨在探索和实用。

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近期储能产业新闻

中关村储能产业技术联盟

2015 (1): 110-111.

摘要 ( 319 )

PDF(1904KB) ( 313 )

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