因为理论能量密度高和硫资源丰富,锂硫电池成为目前研究的热点之一。锂硫电池反应历程复杂、中间产物多,众多理解和说法与锂离子电池不尽相同。为此,从硫正极、锂负极、电解质和电池四方面,作者简述了对锂硫电池中相关问题的理解和看法。正极材料大致可分为“流动硫”和“固定硫”两类,二者各有特色,后者基于固固转化反应机制,有利提升体积能量...
该文是一篇近两个月的锂电池文献评述,以“lithium”和“batter*”为关键词检索了Web of Science从2019年10月1日至2019年11月30日上线的锂电池研究论文,共有2731篇,选择其中100篇加以评论。正极材料主要研究了掺杂和表面包覆及界面层改进对层状和尖晶石结构材料的可逆容量、倍率特性循环寿命的影响。硅基负极材料研究侧重于复合材料设计和制备...
以普鲁士蓝及其衍生物为代表的新型储能材料,具有开放的框架结构,有利于钠离子的存储及快速迁移,作为钠离子电池正极材料具有很好的应用前景。其中,铁基普鲁士蓝材料由于资源丰富、制备过程简单、比容量高等优点,备受关注。普鲁士蓝的晶体结构对其电化学性能影响较大,特别是晶体中的钠含量、空位数量和结晶水含量。通过调整合成工艺参数,可以控...
三维多孔石墨烯由于其独特的三维结构、高比表面积、优良的导电性能和多级孔径结构,被广泛用作超级电容器用电极材料。但目前三维多孔石墨烯的单位面积利用率仍然较低,其单位面积比容量仅有5.35μF/cm2,远低于碳基材料的理论值(约21μF/cm^2)。为了提高三维多孔石墨烯的单位面积比容量,选择一种高比表面积的三维多孔石墨烯为研究对象,通过对其进行...
根据近年来分布式电采暖的实际应用反馈分析,分布式电暖器升温慢、储热量不足、释热速率过快等因素影响了其在市场上的推广,主要原因在于分布式电暖器的使用环境、用户侧使用情况、电暖器设备本身等。本文基于设备本身原因,研发一种高温相变储热材料作为高温相变蓄热电暖器的储热介质,高温相变储热材料是一种碳酸盐-陶瓷基体复合相变材料,由微多...
锂离子电池是一种新型的二次能源,担负着未来电池发展的新方向,广泛应用于人们的生产生活中,但商品化锂离子电池的能量密度和循环性能目前还难以满足生产力发展的需求。人们在探寻性能更优的锂离子电池电极材料时,发现具有多孔以及大比表面积特性的金属有机骨架材料(MOFs)及其相应的衍生物相比传统电极材料,在提高锂离子扩散速率、缓解体积变化...
发展储能材料可提高太阳能的利用效率,石蜡是一种储热密度高、相变潜热大的相变储能材料,但热导率较低。本工作采用泡沫铁来增强石蜡相变储能材料的导热性能,通过对不同厚度相变储能材料的制备及其在干燥介质温度70℃条件下升温过程的测试,探究石蜡及泡沫铁/石蜡复合相变储能材料(PCM)的储热性能。结果表明:添加泡沫铁能有效改善石蜡导热系数差...
本文介绍了国内外在燃料电池传热传质领域的研究方法与进展。燃料电池作为高效清洁发电装置,影响其技术实用化的两个重要问题是热管理和传质受阻,充分了解传热传质规律对于提高电池效率至关重要。围绕固体氧化物燃料电池(SOFC)、熔融碳酸盐燃料电池(MCFC)、直接甲醇燃料电池(DMFC)、质子交换膜燃料电池(PEMFC)展开,从技术手段、研究进展等方面对...
太阳能以其分布广、储量大以及极易获取的特点,成为人们发展清洁能源的首选对象,但太阳能的利用亦受到天气和季节的不利影响,如何高效地将太阳能储存起来仍是目前亟待解决的问题。掌握相变材料蓄热过程的影响因素对提高太阳能的利用率具有重要的指导意义。本工作建立了管壳式相变储能换热器的二维CFD模型,基于FLUENT软件的凝固/熔化模型,以石蜡...
石墨烯的高电导率、大比表面积、优异的化学稳定性和力学性能,有利于其在锂离子电池正极导电剂方面的应用。与炭黑、石墨和碳纳米管等传统导电剂相比,石墨烯“至柔至薄”的独特二维结构能与活性物质实现“面-点”接触,实现电极上的“长程”导电,保证电子的快速传输。本文回顾了近年来石墨烯基导电剂在基础研究和产业化应用方面的进展,认为将石墨...
钾具有资源丰富、来源广泛,价格低廉的特点;在电化学体系中,钾具有较低的电极电势与较快的离子电导率,因此钾离子电池被认为是未来替代锂离子电池的理想储能体系。然而,由于钾离子的尺寸(1.38Å,1Å=10^-10 m)远大于锂离子(0.76Å),适用于锂离子电池的电极材料在嵌钾后会发生巨大的体积膨胀和结构破坏,难以满足实际应用的需要。近年来,为寻找适宜嵌...
利用泡沫铜、泡沫镍和泡沫铝为支撑材料,石蜡作为相变主材,通过恒温浸渍法和浇注法制备多种复合相变材料。研究吸附温度和时间对金属泡沫/石蜡复合材料中石蜡含量的影响,确定恒温浸渍法制备复合相变材料的优选条件为70℃水浴下吸附10 min,借助稳态平板法测导热系数技术和红外成像技术对优选条件下制备的复合相变材料的导热系数和温度场分布情况...
锂硫电池因其高能量密度而备受关注。电池性能与极片的含硫量、载硫量及电解液用量等因素密切相关,锂硫电池体系的复杂性导致多数情况下以扣式电池进行评价的数据失真。本文用1.8 A·h锂硫软包装电池在电解液与硫质量比为3.5∶1条件下,采用线性伏安扫描法(LSV)和恒流充放电法,研究了两种醚类电解液中电解质锂盐分别为双(三氟甲基磺酰)亚胺锂(LiTF...
以研究电动汽车锂电池荷电状态(SOC)估算为背景,针对EKF算法中的状态误差协方差矩阵和测量噪声协方差矩阵难以取得最佳值的问题。建立二阶等效电池模型,结合脉冲功率特性测试实验,对电池模型进行有效地辨识。提出了一种基于改进的萤火虫优化扩展卡尔曼滤波(IFA-EKF)算法的电池SOC估算方法。基于动态工况和静态工况下的仿真实验,结果表明,IFA-EKF...
纯电动公交车已逐渐成为城市公共交通的主要工具,如何实现快速及时的电能补给同时避免电网系统在安全性和经济性方面受到影响是当前发展中面临的一个重要问题。在考虑复杂运营环境中影响充电策略的多种因素基础上,利用双层优化模型和滚动优化方法,本工作提出了一种纯电动公交车充电策略优化方法。首先建立了以充电费用和电池损耗成本为目标的快...
基于氢燃料电池PEMFC的动力系统清洁高效,PEMFC动力系统主要由燃料供应系统和PEMFC两大部分组成。高效、安全以及经济的储氢技术仍是制约其规模化应用的核心问题。固态储氢具有高储氢量、安全以及可逆性能好的特点,其作为氢源系统,供氢特性影响着PEMFC动力系统的输出特性。本文建立了基于化学吸/脱附固态储氢的氢源反应器和PEMFC的数学模型,并使...
储能具有响应快、灵活性强等特点,可为电网提供多种辅助服务,是消纳高比例可再生能源的重要灵活资源。随着储能成本的快速下降,集中式、分布式储能在电网中的应用近年来得到了国内外研究者的广泛关注。本工作提出了一种考虑可再生能源出力不确定性的分布式电化学储能选址定容双层优化模型。首先,建立计及可再生能源不确定性的电化学储能投资成本...
受光照强度、温度等影响,光伏发电具有随机性和间歇性,使光伏输出功率具有较大波动,影响电网的安全运行。针对光伏发电功率波动率较大这一情况,以蓄电池和超级电容器组成的混合储能系统为研究对象对光伏功率波动进行平抑,提出基于变分模态分解的功率分配方法,结合光伏功率波动率和储能响应特性,将光伏功率划分为符合国家标准的并网功率和高、低...
层叠式锂离子电池由许多相同的电极对单元叠加组成,每个电极对内部的物理化学特性对电池性能有着重要影响,然而,这些性质很难通过实验来测量。本文通过耦合质量、电荷、能量和电化学动力学方程,提出了一种三维电化学-热耦合模型,利用该模型,研究了层叠式锂离子电池内部电化学行为及热特性的时空分布。仿真结果表明,在放电过程中,极耳与极板连接...
电池状态估计(SOC)在电池管理系统(BMS)尤为重要,由于SOC估计易受温度、荷载、充放电效率等外界因素的影响,因此估计精度很难保证。目前,有很多国内外学者利用机器学习算法进行SOC估计,然而神经网络(NN)的估计精度依赖于样本个数,支持向量机(SVM)在参数寻优时已陷入局部最优。因此为了提高SOC的估计精度,提出了基于高斯过程回归(GPR)的锂离子电...
准确预测电池的容量衰退趋势对加强电池系统的管理和维护具有重要意义。本工作选择以锂离子电池为研究对象,根据NASA实验室公开的源数据集分析、预测锂离子电池的容量衰退趋势。在室温、恒流工况下对锂离子电池进行满充满放的循环充放电试验,得到各循环周期下电池的实际额定容量值,采用紧支集正交小波分析对获得的电池监测数据进行去噪优化处理,...
储能技术是解决可再生能源发电因输出功率间歇性和波动性而导致供电电能质量差的有效途径。但单一储能系统存在能量密度低或者功率密度低的问题,因此复合储能系统在保障电力系统安全稳定运行方面应用更为广泛。针对现有蓄电池与超级电容复合储能系统的结构和运行特点,提出一种适用于复合储能的双向DC/DC变换器。该复合储能系统的能量存储单元以...
风能、太阳能等可再生能源以及负荷需求具有不确定性。这种不确定性为智能电网规划增加了不确定因素。蒙特卡洛随机模拟能够很好模拟在一定时间尺度内的系统出力情况,因此能有效处理系统不确定性因素,且在处理此类优化配置问题时,万有引力算法(GSA)能体现极强的快速性和准确性。所以为有效提高独立型微电网的经济性,在充分考虑微电网供电可靠性...
针对城轨列车频繁的启动与制动对直流牵引网电压造成的较大冲击,提出一种由超级电容与蓄电池组成的混合储能系统,该系统可以满足城轨列车对于高能量和高功率的要求,能够维持直流牵引网电压的稳定,保证城轨列车的安全运行。在同时考虑储能元件过充、过放和补偿范围的情况下,对混合储能系统设计了功率分配策略。该功率分配策略在低通滤波法的基础...
动力锂电池的荷电状态(SOC)准确估算是电池安全可靠有效使用的关键。而温度对动力锂电池的性能有较大影响,在综合分析动力锂电池SOC估算的各种因素的基础上,结合各种现有的SOC估算方法,比较了优缺点。考虑到−10~40℃的温度变化,对中航三元锂50 A·h锂电池在不同温度下进行混合脉冲功率性能测试试验(HPPC)以进行锂电池参数辨识,探究锂电池参数随...
针对传统机械式冷藏集装箱能耗高、污染大、内部温湿度波动大的问题,本文研究开发了一种基于相变蓄冷的冷链集装箱技术,并研制和应用了一款40英尺蓄冷式保温集装箱。通过在蓄冷箱内安装10块蓄冷板,并利用蓄冷板内相变材料固-液相变时的吸热特性,实现为蓄冷箱内降温保冷的目的。通过独立的充冷装备,研究了蓄冷箱的充冷情况。在动态运输条件下,通...
氟离子电池(FIB)作为一种新型储能电池体系,其研究虽处于起步阶段,但凭借高的能量密度、较宽的电化学窗口、电荷传输离子良好的迁移动力学等优点吸引了越来越多科学家的注意。获得高性能FIB的难点在于允许F−在电化学反应过程中快速传输的电解质的研发以及实现氟基电化学反应的电极材料的研制。本文综述了自2011年首次证明可充FIB的可行性以来FI...
本工作以电动乘用车软包三元(NCM)动力锂离子电池为研究对象,通过温度电压数据采集及高速摄像的方法,在开放空间下开展了加热和过充触发条件下的电池热失控实验,研究了电池热失控、爆喷及火灾过程中温度电压的变化规律、爆喷及火灾特性。结果表明,加热触发条件下,起主导的副反应是正极与电解液,产生的大量氧气和碳氢化合物可燃气体,导致电池从鼓...
锂离子电池安全性问题的本质是锂离子电池的热安全性问题,高温对锂电池极为有害,不仅影响电池的使用寿命,还可能危及电池安全。本文以圆柱形高镍三元锂电池为实验对象,利用绝热加速量热仪(ARC)的加热-等待-搜索(Heat-Wait-Seek)模式,对五组工况(SOC=0、25%、50%、75%和100%)下锂电池发生高温热失控时的热特性参数开展研究。实验结果表明:①锂电...
在动力电池荷电状态(state of charge,SOC)预测方法中,针对安时积分法存在累计误差、拓展卡尔曼滤波算法估计结果发散等问题,本文提出了基于交互多模型无迹卡尔曼滤波(IMM-UKF)算法的SOC估计策略。首先建立二阶RC电池等效模型,利用含有遗忘因子的递推最小二乘法在线辨识电池等效模型参数,考虑电池在不同倍率状态下放电引起电池实际容量的变化和...
若用户需要出版服务，请联系出版商，地址：北京市东城区青年湖南街13号，邮编：100011。
