2023年中国储能技术研究进展 被引量：41

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作者 陈海生 李泓 +40 位作者 徐玉杰 徐德厚 王亮 周学志 陈满 胡东旭 阎景旺 李先锋 胡勇胜 安仲勋 刘语 肖立业 蒋凯 钟国彬 王青松 李臻 戴兴建 张宇鑫 俞振华 宋振 彭煜民 马一鸣 郭欢 王星 周鑫 胡傲伟 张弛 相佳媛 张浩 刘为 岳芬 张长昆 谢飞 夏恒恒 杨重阳 邱清泉 艾巍 李浩秒 刘轩 梅文昕 李煌 《储能科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期1359-1397,共39页

本文对2023年度中国储能技术的研究进展进行了综述。通过对基础研究、关键技术和集成示范三方面的回顾和分析,在综合分析的基础上,总结得出了中国储能技术领域的主要进展,包括抽水蓄能、压缩空气储能、飞轮储能、铅蓄电池、锂离子电池... 本文对2023年度中国储能技术的研究进展进行了综述。通过对基础研究、关键技术和集成示范三方面的回顾和分析,在综合分析的基础上,总结得出了中国储能技术领域的主要进展,包括抽水蓄能、压缩空气储能、飞轮储能、铅蓄电池、锂离子电池、液流电池、钠离子电池、超级电容器、储能新技术、集成技术和消防安全技术等。结果表明,2023年中国储能技术在基础研究、关键技术和集成示范方面均取得了重要进展,保持了全球基础研究、技术研发和集成示范最为活跃的国家地位,中国在储能领域发表SCI论文数、申请专利数、装机规模继续保持世界第一。展望2024年,中国储能技术有望继续高速发展,同时总体上需要向高质量发展转变。 展开更多

关键词 储能 技术 进展

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高性能磷酸铁锂电池补锂技术及机制 被引量：5

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作者 姜媛媛 屠芳芳 +7 位作者 张芳平 王盈来 蔡佳文 杨东辉 李艳红 相佳媛 夏新辉 傅继澎 《储能科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期1435-1442,共8页

本工作采用正极磷酸铁锂(LiFePO_(4),LFP)搭配高容量石墨掺硅负极体系,以商业化富锂镍酸锂(Li_(2)NiO_(2),LNO)作为正极补锂添加剂,探究补锂技术对磷酸铁锂电池性能的影响及作用机制。通过对LNO的电化学性能、脱锂前后的结构组成与微观... 本工作采用正极磷酸铁锂(LiFePO_(4),LFP)搭配高容量石墨掺硅负极体系,以商业化富锂镍酸锂(Li_(2)NiO_(2),LNO)作为正极补锂添加剂,探究补锂技术对磷酸铁锂电池性能的影响及作用机制。通过对LNO的电化学性能、脱锂前后的结构组成与微观形貌变化进行测试与分析,发现LNO的不可逆容量可达212.1 mAh/g,而且脱锂后的LNO主要以仍具活性的Li_(0.63)Ni_(1.02)O_(2)形式存在。然后,将一定量的LNO添加至LFP正极浆料中制作成32 Ah软包电池,并进行容量、倍率、电化学阻抗和循环寿命等性能的测试与研究。结果表明:与基准组相比,添加质量分数3%的LNO补锂剂可以显著提升磷酸铁锂电池的性能,补锂组的能量密度和循环寿命分别提高4.9%和50%。此外,结合三电极测试方法,阐明了补锂技术对循环性能提升的作用机制。添加过量的正极补锂剂可促使部分活性锂预存于负极侧,在循环过程中进行缓慢释放,确保长期稳定的锂损失补偿,从而改善锂离子电池的循环寿命。该研究有助于推动正极补锂技术在储能电池中的应用,不仅为高性能磷酸铁锂电池的设计与开发提供理论和实验依据,也为硅基负极材料的商业化应用奠定基础。 展开更多

关键词 磷酸铁锂电池 正极补锂添加剂 硅基负极 能量密度 循环寿命

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陶瓷隔膜对锂离子电池热失控影响及电池设计优化分析 被引量：1

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作者 茆志友 宁小玉 +2 位作者 张培培 张贝 相佳媛 《储能科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期1154-1158,共5页

本文主要研究了以聚乙烯(PE)材质为基膜、陶瓷为涂层的五种不同厚度及双面涂层的复合隔膜的表面形态、拉伸强度、穿刺强度等性能。并选择其中三款隔膜制成大容量铝壳电池进行热失控试验。研究发现,不同涂覆厚度的陶瓷涂层隔膜表面涂层致... 本文主要研究了以聚乙烯(PE)材质为基膜、陶瓷为涂层的五种不同厚度及双面涂层的复合隔膜的表面形态、拉伸强度、穿刺强度等性能。并选择其中三款隔膜制成大容量铝壳电池进行热失控试验。研究发现,不同涂覆厚度的陶瓷涂层隔膜表面涂层致密,颗粒粒径分布范围较宽,形貌、大小相近;拉伸强度及穿刺强度方面,基膜为12μm的陶瓷隔膜不同涂覆厚度没有明显差异,并且同等厚度基膜单面涂覆和双面涂覆无明显差异;相同测试条件下,隔膜的热收缩率是(12+2+2)μm、(12+1.5+1.5)μm<(12+4)μm<(12+3)μm<(12+2)μm。采用(12+2)μm、(12+4)μm隔膜生产的电池测试发生热失控时的SOC分别为116.94%、117.64%,电池最高温度分别为530.9℃、430.7℃。实验表明陶瓷涂层厚度越大电池发生热失控的时间越迟,最高温度越低。此外,双面涂层隔膜(12+2+2)μm制成的电池发生热失控是在过充结束后的加热工步,最高温度仅为369.5℃。针对实验所产生的现象进行了分析,对电池的设计优化方向做了一些思考,指出了隔膜宽度方向超出负极极片、负极极片长度和宽度方向超出正极极片之外的部分(Overhang)的设计对于电池的安全是极其重要的,电池在设计时需要充分评估使用场景和极端条件的影响,结合选择的隔膜的热收缩率的大小,核算隔膜的收缩比例,确保Overhang的设计是满足电池全寿命周期安全需求。 展开更多

关键词 陶瓷隔膜 拉伸强度 穿刺强度 热失控 设计优化

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炭材料在铅炭超级电池负极中的应用 被引量：10

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作者 胡晨 相佳媛 +4 位作者 林跃生 刘皓 高飞 杨凯 来小康 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第11期41-48,共8页

铅炭超级蓄电池是由铅酸电池和超级电容器通过创新组合而形成的新型电化学储能装置,具有高功率、长寿命的特点,在电动汽车与规模储能方面有良好的应用前景。其性能突破的关键是将炭材料用到铅炭超级电池负极中,降低负极硫酸盐化。在高... 铅炭超级蓄电池是由铅酸电池和超级电容器通过创新组合而形成的新型电化学储能装置,具有高功率、长寿命的特点,在电动汽车与规模储能方面有良好的应用前景。其性能突破的关键是将炭材料用到铅炭超级电池负极中,降低负极硫酸盐化。在高倍率部分荷电态工况下,阀控铅酸电池失效的原因是在负极板表面生成致密、不导电的硫酸铅的绝缘层。炭材料添加剂能抑制负极不可逆硫酸盐化,显著提高在高倍率部分荷电态工况下电池的循环寿命、功率性能和充电接受能力。介绍了炭材料抑制负极不可逆硫酸盐化的内在作用机理,综述了最近几年炭材料在铅炭超级蓄电池中应用的研究进展。 展开更多

关键词 铅炭超级电池 储能 硫酸盐化 炭材料 作用机理

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2021年中国储能技术研究进展 被引量：89

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作者 陈海生 李泓 +29 位作者 马文涛 徐玉杰 王志峰 陈满 胡东旭 李先锋 唐西胜 胡勇胜 马衍伟 蒋凯 钱昊 王青松 王亮 张新敬 王星 徐德厚 周学志 刘为 吴贤章 汪东林 和庆钢 马紫峰 陆雅翔 张雪松 李泉 索鎏敏 郭欢 俞振华 梅文昕 秦鹏 《储能科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2022年第3期1052-1076,共25页

本文对2021年度中国储能技术的研究进展进行了综述。通过对基础研究、关键技术和集成示范三方面的回顾和分析,总结得出了2021年中国储能技术领域的主要技术进展,包括抽水蓄能、压缩空气储能、飞轮储能、铅蓄电池、锂离子电池、液流电池... 本文对2021年度中国储能技术的研究进展进行了综述。通过对基础研究、关键技术和集成示范三方面的回顾和分析,总结得出了2021年中国储能技术领域的主要技术进展,包括抽水蓄能、压缩空气储能、飞轮储能、铅蓄电池、锂离子电池、液流电池、钠离子电池、超级电容器、新型储能技术、集成技术和消防安全技术等。研究结果表明,中国储能技术在基础研究、关键技术和集成示范方面均取得了重要进展,中国已经成为世界储能技术基础研究最活跃的国家,也已成为世界储能技术研发和示范的主要核心国家之一。 展开更多

关键词 储能 技术 进展

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基于混合系统理论的串联式再生制动控制策略分析 被引量：18

6

作者 宋士刚 李小平 孙泽昌 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2015年第3期313-320,共8页

以电动汽车串联式再生制动系统为研究对象,通过对制动能量和制动法规的分析,从理论上确定了电液复合再生制动的安全运行范围,并综合考虑电机再生制动和电池充电功率,建立了再生制动优化问题的数学模型。基于混合系统理论,利用混合自动... 以电动汽车串联式再生制动系统为研究对象,通过对制动能量和制动法规的分析,从理论上确定了电液复合再生制动的安全运行范围,并综合考虑电机再生制动和电池充电功率,建立了再生制动优化问题的数学模型。基于混合系统理论,利用混合自动机模型,直观描述了再生制动系统,提出了电机再生制动力和前后轮液压制动力协调控制的再生制动控制策略,并对控制模型进行了仿真分析。结果表明,该再生制动控制策略在制动过程中增加了电机再生制动的比例,从而提高了汽车制动能量的回收率。 展开更多

关键词 电动汽车 再生制动 混合系统理论 控制策略

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可再生能源发电及智能电网储能技术比较 被引量：24

7

作者 吴贤章 尚晓丽 《储能科学与技术》 CAS 2013年第3期316-320,共5页

储能技术是突破可再生能源大规模开发利用瓶颈的关键技术,是智能电网的必要组成部分。在储能市场商业化雏形阶段,系统性的比较分析各类储能技术的性能特点,为未来市场发展提供筛选技术路线的框架基础至关重要。本文阐述了储能技术在可... 储能技术是突破可再生能源大规模开发利用瓶颈的关键技术,是智能电网的必要组成部分。在储能市场商业化雏形阶段,系统性的比较分析各类储能技术的性能特点,为未来市场发展提供筛选技术路线的框架基础至关重要。本文阐述了储能技术在可再生能源发电和智能电网中的作用,对物理储能(抽水蓄能、压缩空气储能、飞轮储能)、电化学储能(二次电池、液流电池)、其它化学储能(氢能、合成天然气)等储能技术进行了系统的比较与分析,最后提出储能技术的发展趋势。 展开更多

关键词 可再生能源发电 智能电网 储能技术 物理储能 电化学储能 化学储能

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固定型阀控式铅酸蓄电池失效模式研究 被引量：5

8

作者 童一波 裘向明 《电化学》 CAS CSCD 1997年第3期302-307,共6页

研究了由于水损耗、热失控而引起固定型阀控式铅酸蓄电池失效的原因．认为通过提高电池内部氧再复合效率、采用合适的电池槽盖材料及减少正极板腐蚀，可解决水损耗问题；热失控问题可通过改善电池外部条件解决．

关键词 阀控式 铅酸蓄电池 失效模式 VRLA电池 铅蓄电池

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大容量锂离子电池储能系统的热管理技术现状分析 被引量：35

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作者 钟国彬 王羽平 +3 位作者 王超 相佳媛 苏伟 陈建 《储能科学与技术》 CAS CSCD 2018年第2期49-56,共8页

大容量锂离子电池储能系统对完善传统电网和高效利用新能源都具有非常重要的作用。为了实现大容量锂离子电池储能系统的高倍率化、长寿命化以及高安全性,高性能电池热管理系统的研发刻不容缓。本文总结了温度对锂离子电池性能的影响规律... 大容量锂离子电池储能系统对完善传统电网和高效利用新能源都具有非常重要的作用。为了实现大容量锂离子电池储能系统的高倍率化、长寿命化以及高安全性,高性能电池热管理系统的研发刻不容缓。本文总结了温度对锂离子电池性能的影响规律,综述了空冷、液冷、热管冷却、相变冷却这4种典型热管理技术的研究概况,分析了热管理技术在锂离子电池储能系统中的应用与研究状况。随着锂离子电池储能系统工作倍率的提高,产热量随之增大,对热管理系统的要求也越来越高。下一步的研究工作应围绕空冷系统优化、基于新型冷却介质的液冷系统、经济型热管及多目标优化设计这4方面展开。 展开更多

关键词 锂离子电池 储能 热管理

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涂碳铝箔对磷酸铁锂电池性能的影响 被引量：3

10

作者 李敏 相佳媛 +4 位作者 杨东辉 王羽平 陈冬 陈建 涂江平 《储能科学与技术》 CAS CSCD 2020年第6期1714-1719,共6页

为了了解涂碳铝箔对磷酸铁锂电池性能的影响,分别对涂碳铝箔(包括涂炭黑铝箔和涂石墨烯铝箔)和光铝箔进行了形貌表征。扫描电子显微结果显示,涂炭黑铝箔表面没有完全被炭黑颗粒团聚体覆盖,而涂石墨烯铝箔表面则均匀平铺着石墨烯纳米片... 为了了解涂碳铝箔对磷酸铁锂电池性能的影响,分别对涂碳铝箔(包括涂炭黑铝箔和涂石墨烯铝箔)和光铝箔进行了形貌表征。扫描电子显微结果显示,涂炭黑铝箔表面没有完全被炭黑颗粒团聚体覆盖,而涂石墨烯铝箔表面则均匀平铺着石墨烯纳米片。之后进一步以3种铝箔为集流体制作了磷酸铁锂电池,来评估其对锂离子电池电化学性能的影响。结果显示,涂碳铝箔和光铝箔所制电池的电化学阻抗谱具有明显差异,涂碳铝箔对电池内阻具有显著的改善作用,光铝箔所制电池的阻抗谱则多一段由铝箔与活性材料界面空隙处的双电层电容产生的容抗弧。存储测试结果表明,使用涂碳铝箔后,电池自放电更小,存储性能有所改善。倍率充放电测试结果显示,涂碳铝箔电池大电流充放电时恒流充入比和放电中值电压更高,电池极化更小,功率性能更好。涂碳铝箔电池的低温性能也更具有竞争优势,其初始放电电压平台更高,放电容量也更高。涂碳铝箔对电池的1 C循环和3 C循环性能也有显著提升。同时,研究发现,涂碳层种类不同,对磷酸铁锂电池性能的提升效果不同:涂石墨烯铝箔在高功率工况下对磷酸铁锂电池性能的提升幅度优于涂炭黑铝箔,原因在于石墨烯片层在沿铝箔表面方向对导电和导热性能的改善优于炭黑涂层。 展开更多

关键词 涂碳铝箔 石墨烯 磷酸铁锂 锂离子电池

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锂离子电池电化学仿真技术综述 被引量：5

11

作者 杨东辉 吴贤章 +4 位作者 王羽平 黄汉川 张文 屠芳芳 陈冬 《储能科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2021年第3期1060-1070,共11页

锂离子电池是一个多尺度、多物理场的系统。在进行锂离子电池正向开发过程中需要考虑诸多电芯设计和工艺设计因素。在材料层面,有正负极的活性物质、导电剂、黏结剂、电解液的物理化学性能;在极片层面,有极片的孔隙率、涂层厚度、极片... 锂离子电池是一个多尺度、多物理场的系统。在进行锂离子电池正向开发过程中需要考虑诸多电芯设计和工艺设计因素。在材料层面,有正负极的活性物质、导电剂、黏结剂、电解液的物理化学性能;在极片层面,有极片的孔隙率、涂层厚度、极片尺寸等因素;在电芯层面,有极片的叠片或者卷绕的方式、集群的排布方式等因素。因此需要花费大量的时间进行反复实验。利用电化学仿真的方法可以模拟电池内部发生的化学、物理过程,在理论阶段找出优化的设计方案,从而减少电池开发的时间。本文分析了近期锂离子电池电化学仿真技术在锂离子电池研究领域的应用,结合仿真实验的结果,综述了电化学模型的基本原理以及敏感性较高参数的辨识方法,介绍了锂离子电池电化学仿真技术在电池设计、电池工况状态模拟、电池热特性分析以及电池安全方面的应用。最后,展望了锂离子电池电化学仿真技术的发展方向。 展开更多

关键词 锂离子电池 电化学仿真 参数辨识 电池设计 工况状态模拟 热特性分析 电池安全

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集装箱式锂离子电池储能系统消防系统设计 被引量：13

12

作者 张洋 吕中宾 +2 位作者 姚浩伟 王超 王昌俊 《消防科学与技术》 CAS 北大核心 2020年第2期143-146,共4页

为了提高集装箱式锂离子电池储能系统的整体安全性,在集装箱式锂离子储能系统的系统构成及工作原理的基础上,对储能系统消防需求进行了分析。搭建了集装箱式锂离子电池储能系统的热管理系统,并进行了仿真分析。针对集装箱式锂离子电池... 为了提高集装箱式锂离子电池储能系统的整体安全性,在集装箱式锂离子储能系统的系统构成及工作原理的基础上,对储能系统消防需求进行了分析。搭建了集装箱式锂离子电池储能系统的热管理系统,并进行了仿真分析。针对集装箱式锂离子电池储能系统消防安全,提出了一种新型定点、定位、耦合型集装箱式锂离子电池储能系统消防装置。研究可提高该类储能系统消防装置性能,促进国家电网公司三型两网的建设。 展开更多

关键词 锂离子电池 储能系统 消防设施 耦合灭火

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磷酸铁锂电池在通信领域的再利用

13

作者 张芳平 项良顺 +3 位作者 李敏 相佳媛 王盈来 吴贤章 《通信电源技术》 2020年第S01期140-143,共4页

近年来随着锂离子电池的爆发式生产和使用,退役电池的处理成为人类必须思考和解决的问题。电动汽车和通信后备电源等领域对电池性能需求的差异,以及电池本身的长寿命特性,为磷酸铁锂电池的进行梯次利用提供了可能。另一方面,为降低退役... 近年来随着锂离子电池的爆发式生产和使用,退役电池的处理成为人类必须思考和解决的问题。电动汽车和通信后备电源等领域对电池性能需求的差异,以及电池本身的长寿命特性,为磷酸铁锂电池的进行梯次利用提供了可能。另一方面,为降低退役电池造成的污染环境,进行资源的可回收利用,打造绿色产业链,对退役电池进行回收处理和再利用势在必行。文中对目前电池的回收方法、回收再生材料的性能及效益进行了对比分析,提升了磷酸铁锂电池在通信领域的再利用可行性。 展开更多

关键词 通信 梯次利用 回收 锂离子电池 磷酸铁锂电池

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功能型PAA-ANIx粘结剂的制备及其在硅基负极中的应用

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作者 姜媛媛 屠芳芳 +2 位作者 肖辉 相佳媛 夏新辉 《化工新型材料》 2025年第6期272-277,共6页

高性能粘结剂的开发是改善硅基负极循环稳定性的有效途径之一。采用化学接枝法将苯胺(ANI)小分子引入到聚丙烯酸(PAA)结构中,合成一系列不同ANI含量的PAA-ANIx复合物。通过傅里叶变换红外光谱、扫描电子显微镜、X射线光电子能谱等多种... 高性能粘结剂的开发是改善硅基负极循环稳定性的有效途径之一。采用化学接枝法将苯胺(ANI)小分子引入到聚丙烯酸(PAA)结构中,合成一系列不同ANI含量的PAA-ANIx复合物。通过傅里叶变换红外光谱、扫描电子显微镜、X射线光电子能谱等多种表征方法,分析并揭示了复合物的结构组成和微观形貌。然后将其作为粘结剂用于石墨掺混预锂氧化亚硅负极体系,组装成扣式半电池并进行电化学性能测试。结果表明:与PAA相比,以PAA-ANI7.5为粘结剂的硅基负极首效和循环300周容量保持率分别可提高2.01%和35.86%,而且倍率性能更加优异。这有助于推进高容量硅负极的规模化应用。 展开更多

关键词 聚丙烯酸 粘结剂 硅基负极 锂离子电池

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