失效三元锂电池自还原焙烧选择性提锂试验研究

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作者 严康 王盟凯 +2 位作者 严如国 朱扬格 张忠堂 《中南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第8期3466-3482,共17页

以失效三元锂电池正极材料为研究对象,负极废石墨为还原剂,通过混合焙烧和碳化水浸的方式实现选择性优先回收锂。考察不同因素对“还原焙烧—碳化水浸”过程有价金属浸出效果的影响,并采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜能谱仪(SEM-EDS)和... 以失效三元锂电池正极材料为研究对象,负极废石墨为还原剂,通过混合焙烧和碳化水浸的方式实现选择性优先回收锂。考察不同因素对“还原焙烧—碳化水浸”过程有价金属浸出效果的影响,并采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜能谱仪(SEM-EDS)和X射线光电子能谱仪(XPS)对过程物料进行表征分析,明确Li、Ni、Co、Mn物相转化规律。研究结果表明:失效NCM电池正极材料还原焙烧优先提Li具有理论可行性。在N_(2)惰性气氛下,在还原焙烧温度为550℃、混料碳含量为20%、焙烧保温时间为2 h、碳化水浸温度为15℃、CO_(2)通气速率为300 mL/min、水浸时间为2 h和水浸液固比为15:1(mL/g)的最佳工艺条件下,Li浸出率为74.52%,Ni、Co和Mn的浸出率分别为0.45%、0.38%和0.38%,实现了选择性优先提Li。 展开更多

关键词 失效三元锂电池 选择性提锂 还原焙烧 碳化水浸

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从失效锂离子电池中浸出有价金属的试验研究 被引量：8

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作者 揭晓武 王成彦 +3 位作者 李敦钫 尹飞 袁文辉 杨永强 《湿法冶金》 CAS 北大核心 2010年第2期114-116,共3页

采用一种普适性方法从失效锂离子电池中浸出有价金属。含钴失效锂离子电池经焙烧预处理脱除有机物,与硫酸钠、浓硫酸混合均匀后进行硫酸化焙烧,其中的有价金属转化为硫酸盐,在质量浓度为5 g/L的稀硫酸溶液中完全浸出。试验结果表明:当... 采用一种普适性方法从失效锂离子电池中浸出有价金属。含钴失效锂离子电池经焙烧预处理脱除有机物,与硫酸钠、浓硫酸混合均匀后进行硫酸化焙烧,其中的有价金属转化为硫酸盐,在质量浓度为5 g/L的稀硫酸溶液中完全浸出。试验结果表明:当硫酸化焙烧温度为500℃时,电池中的有价元素Li、Co、Cu、Al等可完全转化为硫酸盐;适当提高浓硫酸的配入量,焙烧温度可降低至400℃;焙烧过程中无浓硫酸存在时,硫酸钠不发生物相转化,仅对其他金属的转化过程起促进作用。 展开更多

关键词 失效锂离子电池 有价金属 焙烧 浸出

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失效锂离子电池直接空气氧化氨性浸出研究 被引量：4

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作者 杨卜 李敦钫 +6 位作者 王成彦 尹飞 陈永强 揭晓武 杨永强 王念卫 王军 《有色金属（冶炼部分）》 CAS 北大核心 2009年第4期2-5,共4页

采用含氨和铵盐(硫酸铵、碳酸铵或氯化铵)的水溶液为浸出介质,在常温下通入空气直接浸出失效锂离子电池中的金属元素。在含铵盐的氨性溶液中,锂、钴的浸出率分别为小于22.4%、12.5%,而铜的浸出率可高达98.86%,有利于铜与锂、钴元素的分... 采用含氨和铵盐(硫酸铵、碳酸铵或氯化铵)的水溶液为浸出介质,在常温下通入空气直接浸出失效锂离子电池中的金属元素。在含铵盐的氨性溶液中,锂、钴的浸出率分别为小于22.4%、12.5%,而铜的浸出率可高达98.86%,有利于铜与锂、钴元素的分离。结果表明,含碳酸铵的氨性溶液浸铜效果最佳。 展开更多

关键词 失效锂离子电池 空气氧化 氨浸

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失效锂离子电池有机物真空脱除和浸出研究 被引量：3

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作者 揭晓武 王成彦 +2 位作者 李敦钫 尹飞 陈永强 《环境科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2010年第8期53-56,共4页

文章采用真空蒸发热处理的方法脱除废弃失效的锂离子电池中的有机物,加热温度为220~500℃,真空炉内压力150Pa,恒温处理时间1h。除有机物被脱除外,当处理温度为280℃时形成了CoO和Li2CO3。温度升高至350℃时,主要的物相为LiCoO2、CoO、Co... 文章采用真空蒸发热处理的方法脱除废弃失效的锂离子电池中的有机物,加热温度为220~500℃,真空炉内压力150Pa,恒温处理时间1h。除有机物被脱除外,当处理温度为280℃时形成了CoO和Li2CO3。温度升高至350℃时,主要的物相为LiCoO2、CoO、Co3O4和Co,以及少量Li2CO3。在超声场中将电极材料与铝、铜箔集流体分离,然后分别用含亚硫酸钠的硫酸溶液和氨性溶液处理电极材料。当用含亚硫酸钠的硫酸溶液浸出经280℃脱除有机物的电极材料时,钴元素基本被浸出。而用氨性溶液浸出经350℃脱除有机物的电极材料时,钴元素的浸出率很低。为了提高钴的浸出率,真空热处理的温度应介于280~350℃之间。 展开更多

关键词 失效锂离子电池 真空蒸发 有机物 浸出

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添加剂对失效锂离子电池氨性浸出脱铜的影响 被引量：2

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作者 李敦钫 王成彦 +2 位作者 尹飞 陈永强 揭晓武 《电源技术》 CAS CSCD 北大核心 2009年第6期454-457,共4页

采用含氨、硫酸铵的氨性水溶液作为浸出介质从失效锂离子电池中浸出铜。当使用过硫酸铵为添加剂时,研究了焙烧温度、过硫酸铵用量和浸出温度等对铜、锂、钴浸出率的影响。实验结果表明,在氨性水溶液中加入过硫酸铵,可提高铜的浸出率。... 采用含氨、硫酸铵的氨性水溶液作为浸出介质从失效锂离子电池中浸出铜。当使用过硫酸铵为添加剂时,研究了焙烧温度、过硫酸铵用量和浸出温度等对铜、锂、钴浸出率的影响。实验结果表明,在氨性水溶液中加入过硫酸铵,可提高铜的浸出率。浸出液温度对铜的浸出率影响明显,采用合适的浸出条件,失效锂离子电池中铜可被完全浸出,铜的浸出率达100%,而钴的浸出率仍较低。但在较低的浸出温度(40℃)下,过硫酸铵的加入量对铜的浸出率影响不大。经XRD分析,脱铜浸出渣中含钴物相主要为Co3O4、LiCoO2。 展开更多

关键词 失效锂离子电池 过硫酸铵 脱铜 氨浸

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失效MH/Ni电池负极合金粉的再生 被引量：6

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作者 王荣 阎杰 +3 位作者 周震 邓斌 高学平 宋德瑛 《应用化学》 CAS CSCD 北大核心 2001年第12期979-982,共4页

通过化学处理及熔炼处理对失效 MH/ Ni电池的负极粉进行了再生实验 .XRD测试结果表明 ,再生合金结构为 Ca Cu5型 .通过恒电流充放电实验发现 ,再生合金 0 .2 C放电容量达到 2 95 m A· h/ g,与原合金放电容量接近 ,且再生合金的放... 通过化学处理及熔炼处理对失效 MH/ Ni电池的负极粉进行了再生实验 .XRD测试结果表明 ,再生合金结构为 Ca Cu5型 .通过恒电流充放电实验发现 ,再生合金 0 .2 C放电容量达到 2 95 m A· h/ g,与原合金放电容量接近 ,且再生合金的放电电位比原合金高约 2 0 m V. 1 C循环寿命测试结果表明 ,再生合金经过30 0周循环后 ,放电容量仅衰减了初始容量的 2 7% ,较原合金容量衰减缓慢 ,循环稳定性好 . 展开更多

关键词 失效MH/Ni电池 再生 结构 电化学性能 负极材料 合金粉 镍氢电池

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不同挤压工况下圆柱形锂离子电池的压缩响应研究 被引量：1

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作者 张涛 郑家豪 +5 位作者 张新春 吴晓囡 黄子轩 尹啸笛 张晓翠 张英杰 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第20期5-10,共6页

为了满足动力锂离子电池在机械滥用下安全运行的要求,利用实验和有限元模拟相结合的方法对不同挤压工况下锂离子电池的压缩响应特性和失效机理进行了研究。通过自行搭建的三维数字图像相关法监测平台,对18650圆柱形锂离子电池进行了挤... 为了满足动力锂离子电池在机械滥用下安全运行的要求,利用实验和有限元模拟相结合的方法对不同挤压工况下锂离子电池的压缩响应特性和失效机理进行了研究。通过自行搭建的三维数字图像相关法监测平台,对18650圆柱形锂离子电池进行了挤压实验,给出了不同挤压工况(平面压缩、局部压痕和三点弯曲)下电池的力-电-热响应行为。基于COMSOL多物理场仿真软件建立了挤压载荷下圆柱形锂离子电池的多物理场耦合模型,具体讨论了加载方式对锂离子电池压缩响应的影响,并与实验结果进行了对比分析,二者吻合较好。研究结果表明,平面压痕和局部压缩工况下锂离子电池表现出一致的响应特性,承载力达到峰值后迅速下降;平面压缩工况下电池的峰值力大于局部压痕工况,随着荷电状态(SOC)的提高,电池的承载能力增强。本工作可为锂离子电池多功能设计和安全评估提供参考。 展开更多

关键词 锂离子电池 挤压 力-电-热响应 电池失效 多物理场

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联合工艺处理失效锂离子电池正极材料研究进展 被引量：2

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作者 罗文忠 聂思怡 +2 位作者 全温灿 严康 王瑞祥 《有色金属（冶炼部分）》 CAS 北大核心 2023年第9期11-21,共11页

伴随着便携式电子产品的快速更迭和新能源动力汽车行业的迅猛发展,大量的锂离子电池迎来报废退役,其回收迫在眉睫。焙烧—水浸联合工艺不仅改进了传统火法熔炼工艺存在的高能耗、锂难以有效分离等问题,又解决了湿法回收工艺过程试剂耗... 伴随着便携式电子产品的快速更迭和新能源动力汽车行业的迅猛发展,大量的锂离子电池迎来报废退役,其回收迫在眉睫。焙烧—水浸联合工艺不仅改进了传统火法熔炼工艺存在的高能耗、锂难以有效分离等问题,又解决了湿法回收工艺过程试剂耗量大、废水处理等缺点,将是失效锂离子电池正极材料有效处理回收工艺发展的未来趋势及前进方向。综述了当前联合工艺处理失效锂离子电池正极材料的研究进展,主要分为还原焙烧、盐化焙烧两大类,盐化焙烧工艺极大降低了所需焙烧温度,根据添加剂的不同可细分为硫酸化焙烧、氯化焙烧、硝化焙烧。通过对比分析不同联合工艺的优势和不足,总结展望联合工艺未来的发展趋势及前景,为未来研发更加清洁高效的回收工艺提供参考。 展开更多

关键词 联合工艺 失效锂离子电池 正极材料 回收

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失效二次电池资源再生利用研究进展 被引量：1

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作者 孙晓玮 徐盛明 +3 位作者 李林艳 徐刚 王成彦 邱定蕃 《有色金属》 CSCD 北大核心 2008年第4期99-104,共6页

失效二次电池的回收利用具有重要意义,简要地介绍三类小型二次电池在提取工艺及其相关材料方面的研究进展。

关键词 冶金技术 失效二次电池 综述 超细钴粉 钴酸锂 镍钴锰酸锂 镍钴合金粉

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失效锂离子电池正极材料管道化浸出工艺 被引量：4

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作者 陈世贤 苏昊 戴曦 《有色金属科学与工程》 CAS 北大核心 2022年第3期89-98,共10页

湿法回收是目前回收失效锂离子电池正极材料的主要方法,浸出是该方法的一个关键流程,而工业生产中一般采用槽式浸出,该体系不是封闭的,在反应过程中由于物料中残余的一些杂质在酸性体系下会产生气体,严重恶化生产环境,同时反应会消耗大... 湿法回收是目前回收失效锂离子电池正极材料的主要方法,浸出是该方法的一个关键流程,而工业生产中一般采用槽式浸出,该体系不是封闭的,在反应过程中由于物料中残余的一些杂质在酸性体系下会产生气体,严重恶化生产环境,同时反应会消耗大量的酸碱试剂及氧化剂,并产生大量废水、废酸。针对这些问题,提出采用管式反应器浸出失效锂离子电池正极材料方案,本实验的原料为失效钴酸锂正极材料,研究了不同条件对浸出效果的影响,发现过氧化氢的浸出效果并不理想,并通过采用葡萄糖等固体还原剂,有效地提高浸出率。相同条件下,对比过氧化氢和葡萄糖,钴和锂的浸出率分别从59.18%、92.57%提高到85.95%、99.47%。 展开更多

关键词 失效钴酸锂电池 正极材料 管道浸出 浸出率

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瑞士苏黎世ETH用新技术阐明锂电池失效原理

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作者 刘兰兰 《电源技术》 CAS CSCD 北大核心 2014年第2期195-196,共2页

标准的锂离子电池。如从手机电池到插电式电动汽车电池的电极都含有嵌入化合物。在充放电过程中，电池体积或结构不发生大的变化。但能量密度却有限。最近。科研人员在研究具有更高能量密度的电池材料方面已经做了大量的工作，但这些材... 标准的锂离子电池。如从手机电池到插电式电动汽车电池的电极都含有嵌入化合物。在充放电过程中，电池体积或结构不发生大的变化。但能量密度却有限。最近。科研人员在研究具有更高能量密度的电池材料方面已经做了大量的工作，但这些材料通常会非常迅速地衰降。 展开更多

关键词 锂离子电池 电池失效 新技术 苏黎世 高能量密度 原理 瑞士 电动汽车电池

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锂离子电池+0.5mm破碎产物中铜的氧化氨浸 被引量：3

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作者 吴彩斌 张涛 +3 位作者 王成彦 李敦钫 闵露艳 刘杰 《有色金属（冶炼部分）》 CAS 北大核心 2011年第3期2-5,共4页

采用氨水-碳酸铵水溶液为浸出体系,在常温常压下通入空气,直接浸出失效锂离子电池+0.5 mm破碎产物中的金属Cu。结果表明,在常温常压、曝气量50 L/h、不搅拌的情况下,浸出7 h时,1∶9浸出体系中金属Cu完全浸出,而1∶19和1∶4浸出体系中Cu... 采用氨水-碳酸铵水溶液为浸出体系,在常温常压下通入空气,直接浸出失效锂离子电池+0.5 mm破碎产物中的金属Cu。结果表明,在常温常压、曝气量50 L/h、不搅拌的情况下,浸出7 h时,1∶9浸出体系中金属Cu完全浸出,而1∶19和1∶4浸出体系中Cu的浸出率分别为94.71%和66.62%;对1∶9浸出体系采用25 L/h的曝气量完全浸出需要23 h;而搅拌可以进一步提高反应速率,将浸出时间缩短到3 h,同时对50 L/h的曝气量可将浸出时间从7 h缩短为2 h;浸出过程pH呈现出逐渐降低的规律。 展开更多

关键词 失效锂离子电池 金属Cu 氨浸 破碎

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通信用阀控密封铅酸蓄电池的早期容量损失 被引量：8

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作者 朱品才 魏杰 马荷琴 《电源技术》 CAS CSCD 北大核心 2004年第1期38-42,共5页

对通信行业中运行使用的阀控密封铅酸蓄电池失效模式进行了研究,对失效电池进行了解剖和X射线衍射、电镜扫描和化学等分析。研究结果表明:电池处于长期深放和充电不足等恶劣的使用环境,容易产生部分“落后电池”,这是一种典型的“早期... 对通信行业中运行使用的阀控密封铅酸蓄电池失效模式进行了研究,对失效电池进行了解剖和X射线衍射、电镜扫描和化学等分析。研究结果表明:电池处于长期深放和充电不足等恶劣的使用环境,容易产生部分“落后电池”,这是一种典型的“早期容量损失(PCL)”现象,电池失效是由于正极活性物质形成“珊瑚状”结构,活性物质比表面积降低,可参与反应的活性物质数量减少,导致活性物质利用不足所致,这种可逆容量损失可以通过采用合适的循环制度,使失去的容量恢复。 展开更多

关键词 阀控密封铅酸蓄电池 早期容量损失 电池失效模式 电镜扫描 板栅 通信

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固体氧化物燃料电池纽扣电池的电化学性能测试技术研究 被引量：2

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作者 刘亮光 罗凌虹 +1 位作者 程亮 石纪军 《陶瓷学报》 北大核心 2017年第2期206-211,共6页

固体氧化物燃料电池(SOFC)能够将燃料的化学能转化为电能,具有能量转化效率高、无污染和燃料可多样化等优点。SOFC可直接将碳氢化合物燃料通入阳极来实现燃料电池的工作,由于其结构简单,无需复杂的重整设备,燃料转化效率高等优点受到研... 固体氧化物燃料电池(SOFC)能够将燃料的化学能转化为电能,具有能量转化效率高、无污染和燃料可多样化等优点。SOFC可直接将碳氢化合物燃料通入阳极来实现燃料电池的工作,由于其结构简单,无需复杂的重整设备,燃料转化效率高等优点受到研究者的重视。固体氧化物燃料电池的测试技术是对其进行表征的重要手段。当使用碳氢化合物为燃料时,对SOFC纽扣电池的电化学性能的测试就比较复杂了。因为在测试过程中会遇到阳极的还原和重氧化问题、阳极的碳沉积失效问题以及电池片电解质在共烧过程中因应力较大开裂的问题等等。本论文将SOFC纽扣电池在使用碳氢燃料为还原剂测试性能时所遇到的各种问题进行了梳理和总结,该研究结果可提供相关研究人员一个指导和借鉴,提高SOFC的测试技术。 展开更多

关键词 固体氧化物燃料电池 测试技术 电池失效

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美国加州大学圣迭戈分校发现锂金属电池故障的根本原因

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作者 靳爱民 《石油炼制与化工》 CAS CSCD 北大核心 2019年第12期55-55,共1页

由美国加州大学圣迭戈分校领导的一个研究小组发现了锂金属电池失效的根本原因——放电过程中锂金属沉积物从负极表面脱落,成为电池无法再利用的“死亡”或惰性锂。这一发现发表于2019年8月21日的《自然》杂志上,挑战了传统的观点,即锂... 由美国加州大学圣迭戈分校领导的一个研究小组发现了锂金属电池失效的根本原因——放电过程中锂金属沉积物从负极表面脱落,成为电池无法再利用的“死亡”或惰性锂。这一发现发表于2019年8月21日的《自然》杂志上,挑战了传统的观点,即锂金属电池的失效是因为在锂电极和电解质之间形成一层被称为固体电解质膜(SEI)的物质。 展开更多

关键词 固体电解质膜 放电过程 圣迭戈 电池失效 电池故障 电解质 锂电极 负极

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金属二次资源循环利用意义、现状及亟需关注的几个领域 被引量：28

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作者 王成彦 邱定蕃 徐盛明 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第E01期359-366,共8页

从节约资源、减少能耗和改善环境方面说明我国开展金属二次资源循环利用的迫切性及面临的问题。我国在有色金属资源循环利用方面虽然取得了很大的进展，但总体的资源综合利用程度却依旧相当低下。炼钢锌灰、失效电池、废旧家电、印刷线... 从节约资源、减少能耗和改善环境方面说明我国开展金属二次资源循环利用的迫切性及面临的问题。我国在有色金属资源循环利用方面虽然取得了很大的进展，但总体的资源综合利用程度却依旧相当低下。炼钢锌灰、失效电池、废旧家电、印刷线路板、铜冶炼渣和电镀污泥的循环利用是很值得关注的金属二次资源循环利用领域。 展开更多

关键词 资源循环 炼钢锌灰 失效电池 铜冶炼渣 电镀污泥

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适应电能替代需要的储能电站检修周期优化 被引量：3

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作者 郭建鹏 刘明灿 +1 位作者 李振翔 温步瀛 《广东电力》 2018年第7期24-29,共6页

电能替代对电能资源的存储提出了更高要求,而电池储能电站的应用却受到其经济性的制约。提升电站经济性的过程中,通过智能算法对检修周期进行优化,可有效改善储能电站的可靠性、经济性,有助于储能在电网中的推广应用,由此解决因检修周... 电能替代对电能资源的存储提出了更高要求,而电池储能电站的应用却受到其经济性的制约。提升电站经济性的过程中,通过智能算法对检修周期进行优化,可有效改善储能电站的可靠性、经济性,有助于储能在电网中的推广应用,由此解决因检修周期延长导致的故障率以及故障成本升高的问题。为此,选用粒子群算法(particle swarm optimization,PSO)对电池储能电站检修周期进行优化,找到指定可靠性条件下的经济最优选择。算法以电站周期费用为目标,考虑设备可靠性约束,并在实际案例上进行计算,所得结果验证该算法在工程应用中的可行性。随着检修周期的改变,周期内相关中长期费用的数值得到了显著降低,检修周期对电站经济效益的影响力得到良好表征。与改进前的成本模型相比,针对电池失效率的改进模型能够更合理地表征检修周期的影响效果。 展开更多

关键词 电池储能电站 粒子群算法 检修周期 可靠性约束 电池失效率

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