储能科学与技术

2019 (S1): 0-0.

摘要 ( 196 )

PDF(2136KB) ( 45 )

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离子电池正极材料的结构与性能

刘韬, 邱大平, 夏建年, 邓加红, 陈志宇, 魏谨莹, 李敏, 杨儒

2019 (S1): 1-17. doi: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2019.0184

摘要 ( 924 )

PDF(1340KB) ( 1439 )

近年来，可充电电池以其成本低廉、操作简单、安全环保等优点引起了不少研究者的关注。与锂离子电池相比，钠、钾、镁、锌和铝等离子电池在成本和安全等方面表现出独特的优势，为电池型储能系统（BESS）和电动汽车（EVs）的发展提供了新的思路。正极材料作为离子电池的重要组成之一，其性能的优劣将直接影响整个电池系统的工作状况。本文将介绍离子电池正极材料在容量、循环寿命和能量密度方面的最新进展，以及离子的储存机制。此外，探讨了材料结构和性能间的关系，总结了各种改善离子储存性能的方法，从而使低成本的离子电池更接近可持续大规模储能系统的应用。

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锂离子电池仿真模型的进展

冯燕, 郑莉莉, 戴作强, 张志超, 杜光超, 王栋

2019 (S1): 18-22. doi: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2019.0217

摘要 ( 706 )

PDF(959KB) ( 1180 )

基于锂离子电池的仿真对新能源汽车动力电池的生产与应用的重要性，本文对锂离子电池模型的分类以及近年来的发展进行了分析，包括对集中质量模型、一维模型、二维模型、三维模型的研究，以及包含多个维度子模型的多物理场耦合模型的研究，并总结了当前模型的不足之处和未来需要发展的方向。

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锂离子电池热管理综述

金远, 韩甜, 韩鑫, 康鑫

2019 (S1): 23-31. doi: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2019.0218

摘要 ( 1175 )

PDF(3530KB) ( 1541 )

随着新能源汽车的广泛使用，动力锂离子电池的热安全性问题日益突出。本文以Bernardi生热机理为基础，耦合不同物理量，分别从电化学-热耦合模型、电-热耦合模型和热滥用模型来介绍单体电池的热特性。由于电池能量密度的增加与行驶工况复杂程度的提高，动力锂离子电池容易发生热量堆积，甚至造成热失控，对此，文中梳理了商用动力电池包的常用冷却方式。最后，根据对影响电池模组安全性的热失控蔓延机理及实测结果，介绍了阻断单体及基本模块热失控传播的有效方法。

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锂离子电池充放电过程中产热特性研究综述

张志超, 郑莉莉, 杜光超, 冯燕, 王栋, 戴作强, 张洪生

2019 (S1): 32-37. doi: 10.12028/j.issn.2095-4239.2019.0033

摘要 ( 991 )

PDF(1167KB) ( 1014 )

电动车辆的性能和成本很大程度上取决于动力电池组的性能和使用寿命，而电池组的性能和使用寿命又受到电池单体产热的影响。研究锂离子电池充放电过程中的产热特性及影响因素，对锂电池的开发及使用具有指导意义。本文从环境温度、充放电倍率、电池材料、荷电状态和老化程度五个方面入手，综述了各因素对锂离子电池产热的影响。

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电化学储能在电网中的应用分析及展望

孟祥飞, 庞秀岚, 崇锋, 侯少攀, 祁斌

2019 (S1): 38-42. doi: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2019.0196

摘要 ( 901 )

PDF(1036KB) ( 1064 )

为促进能源产业的优化升级，可再生能源的开发利用力度不断加大，电网的规划运行和调度管理将面临重大变革，亟需先进的大规模储能技术来改善可再生能源发电特性。本文从电化学储能技术在电网系统应用进行探讨，从各种电化学储能安全性、成本、技术特点等进行深入解析，归纳各种类型电化学储能的优势与不足，并对未来电化学储能在电网系统的应用前景做出展望。

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锂离子电池正极材料掺杂和表面包覆研究综述

王栋, 郑莉莉, 杜光超, 张志超, 冯燕, 戴作强

2019 (S1): 43-48. doi: 10.12028/j.issn.2095-4239.2019.0058

摘要 ( 1365 )

PDF(873KB) ( 1196 )

随着国家政策对电动汽车的支持力度不断加大，锂离子电池的电化学性能瓶颈愈发凸显。本文综述了锂离子电池正极材料钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂及三元材料在掺杂和表面包覆两种工艺对电池电化学方面的影响，并展望了掺杂和表面包覆两种工艺未来的研究方向。

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锂离子电池产热特性研究进展

陈虎, 熊辉, 厉运杰, 李新峰

2019 (S1): 49-55. doi: 10.12028/j.issn.2095-4239.2019.0130

摘要 ( 715 )

PDF(1013KB) ( 749 )

锂离子电池产热特性直接影响着其实际应用中的性能（如容量、内阻和功率等）和热安全问题，一直是消费者最关心的方面。为了更好地指导锂离子电池的设计和使用策略的制定，使其能够安全和高效地应用于生产和生活，深入研究锂离子电池在各种工况条件下的产热特性是十分重要和必须的。主要从实验手段和模型仿真方法两个方面来分别对锂离子电池热问题研究进展进行全面详细地总结和分析，并指出两种不同研究方法的优缺点。因此，在以后的研究中，科研工作者应该将实验手段和模型仿真方法结合起来研究锂离子电池的热问题。

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氟元素掺杂的硅碳复合材料的制备和电化学性能

刘兴稳, 贺劲鑫, 王海林, 靳承铀, 缪永华, 薛驰

2019 (S1): 56-59. doi: 10.12028/j.issn.2095-4239.2018.0241

摘要 ( 545 )

PDF(1444KB) ( 340 )

本工作以SiO、沥青和聚四氟乙烯为原料，通过机械融合和加热包覆，制备出了氟元素掺杂的硅碳复合材料。采用SEM、TEM、XRD、红外碳硫分析、激光粒度分析、粉末电阻率和比表面积测试仪等对样品进行了微观形貌表征和物相结构分析。电化学测试表明：当聚四氟乙烯用量为20%（质量百分数）时，SiO@C-F材料具有优异的电化学性能，可逆比容量为1426.8 mA·h/g，首次效率为77.01%，20圈容量保持率83.95%。

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低成本液流电池储能技术研究

刘庆华, 张赛, 蒋明哲, 王秋实, 邢学奇, 杨虹, 黄峰, LEMMON P John, 缪平

2019 (S1): 60-64. doi: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2019.0035

摘要 ( 662 )

PDF(1372KB) ( 436 )

大规模储能技术是实现可再生能源并网和普及应用的核心技术，也是发展能源互联网、分布式发电、电力辅助调频、离网供电、安全备用电源等领域的关键使能技术。液流电池是一类新兴的大规模储能技术，经过近几年的快速发展，已经具备规模应用的竞争力。液流电池具备安全性好、单个循环储能时间长、功率/容量独立设计、储能容量大和寿命长等特点。目前液流电池成本偏高，高成本制约了液流电池储能技术大规模商业化应用。针对这一行业"痛点"问题，本文通过创新型的电池堆结构、新型关键材料和工艺研究，将液流电池堆功率密度提高2~4倍，实现电池堆的小型化，有效提高关键部件利用率，有望将液流电池系统成本降低20%~30%。

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NCM811高比能锂离子电池热失控火灾特性

董海斌, 张少禹, 李毅, 羡学磊, 伊程毅, 刘连喜, 于东兴, 韩光, 盛彦锋

2019 (S1): 65-70. doi: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2019.0052

摘要 ( 719 )

PDF(2116KB) ( 795 )

通过NCM811高比能锂离子电池在低氧环境、电滥用、热滥用和机械滥用工况下热失控实验研究，获取该电池的热失控特性及关键参数，为进一步的热失控早期预警和火灾扑救研究提供了技术支持。

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超级电容极柱端子不同表面处理对其使用性能的影响分析

毛业军, 李玉梅, 龙源, 文午

2019 (S1): 71-73. doi: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2019.0136

摘要 ( 332 )

PDF(877KB) ( 195 )

本工作介绍了超级电容极柱端子两种表面处理（喷铜磨削和镀银）方式下，组装成模组后内阻的差异，集成为储能电源装车使用后，内阻一致性变化差异，得出超级电容极柱端子两种不同表面处理对其使用性能的影响差异结果。最终结果表明，镀银超级电容比喷铜磨削超级电容的初始性能和使用性能都更优。

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平滑输出场景下分布式储能系统多电池操作策略

侯少攀, 吕欣, 孟祥飞, 樊华龙, 贺佳佳, 陈杰, 张杰, 海建平

2019 (S1): 74-84. doi: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2019.0162

摘要 ( 409 )

PDF(2225KB) ( 316 )

随着光伏发电在电网中渗透率的不断增加，光伏发电功率的不确定性和间歇性引起的光伏并网和弃电问题已引起关注。而采用"光伏+储能"的模式，却能有效缓解这一问题。在考虑储能电池容量衰退和光伏弃电率下，通过对不同光伏子阵配备的不同类型储能电池系统的运行进行仿真模拟，以消除光伏发电随机波动特性对电网的冲击为目的，研究平滑输出场景下分布式储能系统的电池的操作策略，优化储能系统中各储能电池子阵的运行。最后，采用共和地区20 MW （峰值）储能实证基地项目多电池储能系统实际案例对本模拟方法进行了验证。

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正交实验设计法优化铅炭负极配方

徐志彬, 吴国强, 黄伟国, 陈理, 张雄, 周志学, 刘孝伟

2019 (S1): 85-89. doi: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2019.0181

摘要 ( 397 )

PDF(1094KB) ( 244 )

本工作采用正交实验方法研究了石墨、活性炭、炭黑、硫酸钡与木素在铅炭负极中的含量变化对电池性能的影响，其中石墨和活性炭总含量保持1.5%，改变石墨活性炭的比例，炭黑含量取0~0.5%，硫酸钡含量取0.6%~1.2%，木素含量取0.15%~0.35%。通过容量测试、低温性能测试与循环性能测试对电池进行性能评估。实验结果表明，炭黑与木素对电池低温性能影响比较大，不含炭黑与木素含量为0.35%分别有最佳的低温性能。炭黑、石墨与活性炭的比例对电池循环性能影响比较大，添加炭黑对循环寿命不利，活性炭与石墨按1：1添加时部分荷电态循环性能最好。

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