2020年, 第44卷, 第1期　
刊出日期：2020-01-20

  

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  新春寄语

  电源技术. 2020, 44(1): 1-1.

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人物专访
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  致力成为世界一流的实验室解决方案服务商——《电源技术》专访欧波同(中国)有限公司总经理皮晓宇

  电源技术. 2020, 44(1): 2-3.

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专家特约
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  全固态薄膜锂电池的制备与电化学性能表征

  吴勇民, 田文生, 周罗增, 瞿轶, 汤卫平

  电源技术. 2020, 44(1): 4-5. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2020.01.001

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  研究了全固态薄膜锂电池制备方法、电化学性能和失效机制。采用磁控溅射和真空蒸镀法制备出了容量为0.2、1.7和3.6 mAh的全固态薄膜锂电池。正极厚度为2 μm时,由于正极结构均匀、结构合理,电池可以在室温1 C下循环500次,容量保持率为96.02%;10 C下充放电循环稳定。由于正极扩散系数相对较低,正极膜厚度或尺寸增加会显著降低电池容量发挥率。全固态薄膜锂电池循环后正极基本保持稳定,但负极结构会粉化,正极/固态电解质固相界面存在元素的不可逆迁移扩散。这些结果为全固态锂电池体系构建、结构设计、制备与性能失效分析提供了参考。
研究与设计
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  不同铁源对磷酸锰铁锂电化学性能的影响

  董林涛, 孙德业, 刘建, 张丽, 金永成

  电源技术. 2020, 44(1): 9-12. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2020.01.002

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  采用不同晶型铁源探讨了其对磷酸锰铁锂正极材料电化学性能的影响。采用X射线衍射谱(XRD)、高分辨扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、拉曼光谱及电化学性能测试手段等进行了正极材料物相及形貌的表征。研究发现,与a-Fe₂O₃相比,采用以g-Fe₂O₃为主相的铁源制备的LiMn_0.75Fe_0.25PO₄/C正极材料在0.1 C下放电比容量能够达到164.6 mAh/g,20 C下依然能够达到106.5 mAh/g,表现出优异的倍率性能。在1 C下循环200次后,电池的容量保持率为93%,展现出良好的循环稳定性。
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  高镍系Li[(Ni_0.88Co_0.12)_0.90(Ni_0.80Co_0.15Al_0.05)_0.10]O₂正极材料的制备研究

  郭宇, 黄玲, 肖方明, 王英, 唐仁衡

  电源技术. 2020, 44(1): 13-16. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2020.01.003

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  采用共沉淀法合成Li[(Ni_0.88Co_0.12)_0.90(Ni_0.80Co_0.15Al_0.05)_0.10]O₂正极材料,通过调控Ni、Co、Al元素在材料内部形成梯度分布来提升材料的稳定性,采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、电子探针(EPMA)及电化学测试等方法对材料性能进行表征。结果表明：三元正极材料具有良好的层状结构,Ni、Co和Al元素呈梯度分布。以0.2 C进行充放电,首次放电比容量为191.2 mAh/g,以0.2 C充1 C放电循环100次,电池比容量由174.4 mAh/g下降到111.1 mAh/g,容量保持率为63.7%。
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  空气和氧气氧化沉淀法制备FePO₄·2 H₂O及LiFePO₄

  唐涛, 孙少先, 应皆荣

  电源技术. 2020, 44(1): 17-20. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2020.01.004

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  以FeSO₄·7 H₂O和H₃PO₄为原料,用价格低廉的空气或氧气作为氧化剂,通过氧化沉淀法一步制得结晶态的FePO₄·2 H₂O。以此为前驱体制得的LiFePO₄正极材料具有较好的性能。采用空气氧化时,0.2 C首次充放电比容量分别为153.5和140.8 mAh/g,首次库仑效率为91.7%;采用氧气氧化时,0.2 C首次充放电比容量分别为168.7和153.7 mAh/g,首次库仑效率为91.1%;循环性能和倍率性能还有待改善。用X射线衍射仪和扫描电镜等对两种方法制备的FePO₄·2 H₂O和LiFePO₄的结构和形貌进行表征。用空气或氧气代替双氧水作为氧化剂显著降低了FePO₄·2 H₂O前驱体的制备成本,具有应用前景,值得深入研究。
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  一种新型锂金属电池阳极3D碳纤维集流体

  肖菊兰, 陈涛, 陈英, 刘洪利, 李可为

  电源技术. 2020, 44(1): 21-23. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2020.01.005

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  将聚偏氟乙烯(PVDF)溶于N,N-二甲基甲酰胺(DMF)和丙酮混合溶剂中,静电纺丝,并进行碳化得到碳纤维(CF),用作锂(Li)金属电池阳极三维(3D)集流体。与传统的Cu集流体比较,它能为锂提供储存空间,增加锂成核点,降低电流密度,并为锂提供传输通道,减少循环过程中的体积变化,从而抑制锂枝晶的生长,提高锂金属电池的电化学性能。利用电子扫描电镜(SEM)对其进行锂沉积实验,发现CF上锂枝晶明显减少。对其进行电池性能测试,发现基于CF的集流体与传统铜集流体相比,其电池性能得到明显改善。
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  荷电状态对锂离子电池电化学性能的影响研究

  冯丽娟, 陈迪, 朱子亮, 王建华, 王瑗钟

  电源技术. 2020, 44(1): 24-26. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2020.01.006

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  以LiNi_0.6Co_0.2Mn_0.2O为主要正极材料制备锂离子电池,通过循环伏安法、电化学阻抗谱和恒电流间歇滴定技术研究了过充状态、过放状态和正常使用条件下锂离子电池电化学参数变化规律。结果表明,锂离子电池在过充、过放时,固体电解质界面(SEI)膜遭到破坏,电荷转移和离子扩散难度增加,电池整体电阻增大,安全性降低;然而,以恒电流间歇滴定方式将电池过充到4.5 V时,电池正、负极材料结构的改变具有可逆性,电池可以恢复到正常状态;将电池过放至2.5 V后,正极或负极材料的结构遭到严重破坏,该破坏过程不可逆。该项研究结果对于明确荷电状态对电池整体性能的影响、开发新型电池检测技术并进行电池安全设计具有重要意义。
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  深海环境锂离子电池电芯温度分析

  宋德勇, 杨申申, 何巍巍, 张伟, 占剑锋

  电源技术. 2020, 44(1): 27-29. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2020.01.007

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  针对应用于某4 500 m深度等级载人潜水器上的充油锂离子电池,对其深海环境下的典型工况即下潜、作业和上浮过程,在不同深度下分析了110 V主电池和24 V副电池的电芯温度与工作深度及工作电流的关系,并比较了并联电池模块之间电芯温度的变化特点,发现深海低温环境对锂离子电池的电芯温度以及终值与初值的差值有较明显的降低作用,可以对锂离子电池在深海环境的使用提供相关技术参考。
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  某型锂电池安全性试验研究

  彭茂林, 高孔军, 孙吉宏, 夏雨

  电源技术. 2020, 44(1): 30-32. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2020.01.008

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  针对某型动力锂电池开展安全性试验研究,制定了安全性试验大纲,提出了相应的安全性试验方法,并开展了短路、过充、跌落、温度冲击、湿热试验等一系列安全性试验。试验结果表明：针对该型锂电池,提出的安全性试验方法科学、合理,通过试验能够对影响锂电池安全性的因素进行充分验证,为该型锂电池在某装备中应用奠定了基础。
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  深海潜标系统的锂电池保温材料效果研究

  付平, 闫枫, 毕杰, 杨明飞

  电源技术. 2020, 44(1): 33-34. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2020.01.009

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  深海潜标系统的锂电池保温对其放电效率有较大影响,以为潜标系统供电的锂电池保温材料为研究对象,进行数值模拟与实验研究,分别对加入保温材料石蜡、聚氨酯发泡、气凝胶毡的锂电池及无保温材料锂电池在相同条件下进行内部温度与放电效率比较分析。用无保温电池作为对照实验,发现合理地加入保温材料可以有效提高海洋锂电池的放电效率。实验研究结果对潜标系统电池的保温材料的选择具有一定的指导意义。
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  锂离子电池热稳定性的快速评测方法研究

  伍绍中, 李慧芳, 陈荣, 王睿

  电源技术. 2020, 44(1): 35-37. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2020.01.010

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  基于加速绝热量热仪(ARC)的工作模式及测试原理,开发了以恒功率加热模式对锂离子电池热稳定性测评的方法。对两种电池样本在ARC常规模式和恒功率模式下进行对比测试,发现恒功率模式可得到与ARC常规模式同等的测评效果。与ARC常规模式相比,恒功率模式不会发生电池被过度加热而导致自放热起始温度偏高的现象,而且测试时间大大缩短,可有效缩短电池热稳定性的测评周期。
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  锂电池电化学阻抗谱的多项式等效电路模型

  李文华, 范文奕, 杜乐, 焦志鹏, 袁子贺

  电源技术. 2020, 44(1): 38-41. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2020.01.011

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  选取磷酸铁锂圆柱形锂离子电池为实验对象,测试其在263、273和283 K低温环境,298 K常温环境和不同荷电状态(SOC)值下的电化学阻抗谱,建立锂电池多项式等效电路模型,对比了传统等效电路和多项式等效电路的拟合性能,结果表明多项式等效电路模型具有良好的性能,八阶多项式函数足以描述SOC对电路参数的非线性影响,为预测不可见SOC的阻抗谱和电路参数奠定了基础。
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  锂电池负极极片涂层干燥过程仿真分析

  王能河, 李徐佳, 吴显峰, 安玉环, 郭少卿

  电源技术. 2020, 44(1): 42-44. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2020.01.012

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  基于锂电池负极极片涂层干燥机理,建立了描述极片干燥过程的数学模型。利用数值模拟软件对干燥过程进行了仿真,分析了风温和风速对极片涂层干燥特性的影响,获得了干燥箱内流场特性和极片涂层温度分布特性。结果表明：极片涂层的干燥具有增速、恒速和降速阶段;增加风速与风温均可提高极片涂层的干燥速率,而提高风温对干燥速率的影响更大;在特定条件下,风温自70 ℃每提高10 ℃,干燥用时减少约20%;风速自1.5 m/s每提高0.5 m/s,干燥用时减少约14%。进行了相同干燥条件下的干燥实验,验证了数学模型的准确性,并确立了适用条件。
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  基于能量转换策略的锂电池组均衡技术研究

  滕力, 李媛媛, 陈少棠, 朱恩来

  电源技术. 2020, 44(1): 45-47. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2020.01.013

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  针对目前电动汽车锂电池组中模组能量不均衡的难题,以电动汽车的三元锂电池组为研究对象,通过电感的方式建立模组间的主动均衡模型,以模组间SOC最大值与最小值的差值作为均衡系统是否开启的判断依据,并对所提出的模型方案进行仿真分析。实验结果表明：所搭建的电感式均衡模型对于模组间的能量均衡有很好的作用,且在随着电池容量衰减、内阻变大的情况下,其均衡速率更快。
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  非水系锂空气电池放电过程模拟

  姜锴, 刘训良, 温治, 楼国锋

  电源技术. 2020, 44(1): 48-51. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2020.01.014

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  针对非水系锂空气电池多孔电极内物质传输及电极反应过程建立多物理场耦合数学模型,考虑两种不同的放电产物生长模式,分别建立了产物形态模型和电子通道模型。比较了两种产物模型的放电电压-比容量关系曲线,发现基于电子通道模型预测的不同倍率下的电池性能与实验结果吻合更好,并通过模拟研究了电池不同放电阶段的氧气浓度分布、产物厚度分布、多孔正极孔隙率分布、活性比表面积和液相电势分布等演化规律。
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  锌-空气电池阴极纳米Co₃O₄@rGO催化剂研究

  赵良凤, 刘淑芝, 崔宝臣

  电源技术. 2020, 44(1): 52-54. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2020.01.015

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  采用水热法在阴极集流体泡沫镍上负载Co₃O₄@rGO电催化剂,利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和能量散射光谱(EDS)进行表征。结果表明,在负载还原石墨烯(rGO)的泡沫镍集流体上主要生长了较均匀的Co₃O₄纳米线阵列和少量Co₃O₄纳米花和Co₃O₄纳米片,该Co₃O₄@rGO纳米复合材料表现出优异的氧还原和氧析出反应(ORR/OER)双功能催化活性。在室温空气环境下,电池连续稳定循环运行232 h,总计600次循环,大多数循环的库仑效率在82%~85%之间,放电电压平台在1.65 V左右,具有良好的放电倍率性能。
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  PEMFC气体流道中多孔介质的应用

  叶可, 李君, 曲大为, 于锋

  电源技术. 2020, 44(1): 55-58. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2020.01.016

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  为了使质子交换膜燃料电池(PEMFC)反应气体在气体流道(GFC)与脊岸区域中均匀分布,从而提高氢气利用率,改善电堆输出性能,利用COMSOL multiphysics建立PEMFC三维单流道模型,将多孔介质布置在GFC中,并提出了两种多孔介质的布置方案,与传统没有GFC多孔介质的方案进行比较,结果表明,新提出的两种方案较传统电堆气体分布更加均匀、拥有更大的压降,并将最佳工况点的功率密度提高了36%。
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  DMFC阳极流道内气泡聚合过程的动力学分析

  陈海伦, 孟庆然, 田爱华

  电源技术. 2020, 44(1): 59-61. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2020.01.017

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  基于两相流理论,建立了水平直流道液相进料的直接甲醇燃料电池二维两相等温模型。研究了气泡大小、气泡间距、液相进口速度等因素对流道内CO₂气泡聚合的影响,测量了在气泡聚合的整个过程中气泡的高度及位置,得到一些重要时刻气泡的形状,实现了对气泡聚合动态过程的捕捉。模拟分析表明,气泡高度及液相进口速度会影响气泡所受到的剪切力,从而影响气泡运动速度,气泡的聚合过程将加快气泡运动速度,有助于气体排出流道。
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  燃料电池多能互补微网系统并网运行特性研究

  李启明, 钟迪, 周贤, 彭烁, 王保民

  电源技术. 2020, 44(1): 62-65. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2020.01.018

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  搭建了一套燃料电池多能互补微网系统,并搭建了相关的能量管控平台,整套系统遵循“并网不上网”的原则。以燃料电池为主要支撑电源,锂电池补充,分六种情况,对多能互补微网系统进行了试验测试。通过断开负载以及限制源端的功率输出等方式,改变微网的运行状态,能量管控系统能够及时地按照管控逻辑自动调整运行,智能化地调控微网系统的运行,保证系统的能量平衡,为燃料电池多能互补微网系统的进一步深入研究奠定了基础。
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  火星表面散射光对太阳电池发电影响研究

  谭沐风, 黄冠龙, 宁麒丞

  电源技术. 2020, 44(1): 66-68. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2020.01.019

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  火星表面存在大气,太阳光经过大气后,部分被大气吸收,部分光到达火星表面,形成直射光,还有一部分光被空气尘埃阻挡发生漫反射,形成散射光,地面反射的光也是散射光光源的一部分。直射光和散射光均会对火星车太阳电池发电产生影响。分析了火星探测漫游者(MER)任务中火星车太阳翼实际发电情况,调研了火星表面直/散光辐照数据,进行了地面直/散光辐照试验,并对上述三类数据进行比对,给出火星表面散射光对太阳电池发电影响的定量结果。
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  光伏组件用网格玻璃PID测试后变色原因分析

  李媛媛, 苗林, 唐兰兰, 张银环, 姜倩

  电源技术. 2020, 44(1): 69-71. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2020.01.020

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  针对光伏组件用网格玻璃经过-1 500 V的电势诱导衰减(PID)测试后出现局部变色现象进行了分析,通过对样品进行扫描电子显微镜法(SEM)、能量散射光谱(EDS)及X射线光电子光谱法(XPS)测试,分析元素的含量、结合能等,认为造成发黑的主要原因是Na⁺的迁移及Ti³⁺形成使白色TiO₂的正四方晶格发生紊乱,导致价带的电子跃迁到导带所需的能量减小,禁带宽度变窄,使原来白色TiO₂也可以被能量较小的光子激发,从而吸收部分能量较低的可见光,出现变色。
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  针对漂浮式光伏电站最大功率追踪的研究

  刘浩洋, 杜欣慧, 裴玥瑶, 李钢

  电源技术. 2020, 44(1): 72-75. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2020.01.021

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  设计了一种针对漂浮式光伏电站最大功率追踪的算法。当光照一定的情况下,浮体在海浪作用下摆动,可以等效为光伏电站在短时间内受到不均匀光照。通过对多浮体摆动情况下光伏电站受到不均匀光照的Simulink仿真,发现光伏电站的P-U特性曲线呈现出“曲线整体保持增长,存在局部峰值,达到全局峰值开始下降”的规律。在标准萤火虫算法基础上融合了最小惩罚法、联赛选择算子和变步长算法,对光伏阵列进行最大功率追踪。结果表明,改进萤火虫算法在快速准确地进行最大功率追踪的同时不会陷入局部最大值点。
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  基于布谷鸟算法的光伏组件故障诊断模型优化

  张杰, 易辉, 张霞, 庄城城

  电源技术. 2020, 44(1): 76-79. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2020.01.022

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  光伏组件是光伏发电系统中重要的组成部分。为了分析光伏组件在运行过程中出现的故障情况,建立布谷鸟搜索算法优化反向传播(BP)神经网络光伏组件故障诊断模型,并使用布谷鸟搜索算法寻找BP神经网络中的阈值和权值,降低网络对初始值的敏感度,避免网络陷入局部最小,实现模型分类效果的优化。对比结果显示,该模型能够准确有效地识别光伏组件的故障类型。相对于其他算法,优化的故障诊断模型具有更高的精确度,证明了该模型的有效性和可行性。
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  复合酸掺杂聚苯胺正极材料的制备及性能

  徐杨明, 王亚琴, 袁莉君, 丁文全, 邓姝皓

  电源技术. 2020, 44(1): 80-82. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2020.01.023

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  以苯胺为单体,硫酸和磺基水杨酸进行复合掺杂,电化学聚合导电聚苯胺,采用正交设计优化聚苯胺正极材料的制备工艺。采用X射线衍射、傅里叶红外光谱对导电聚苯胺电极进行了研究与表征,结果表明大分子基团的加入进一步增大了聚苯胺分子链的离域程度,提高了导电性;采用扫描电镜,电化学测试以及组成电池放电对电极表征,结果表明聚苯胺正极的最佳制备工艺条件为添加12%(质量分数)的二氧化锰,导电剂使用碳纳米管,电极制作方式采用包网模式,压制电极的压力为12 MPa,与镁合金组成海水电池,以25 mA/cm²恒电流放电,比能量为108 mWh/g。聚苯胺与二氧化锰复合使得电极的放电性能得到显著提高,电极放电比能量与氯化银电极持平。
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  基于半导体温差发电的暖气小夜灯

  李志广, 苏畅, 赵学谦

  电源技术. 2020, 44(1): 83-84. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2020.01.024

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  鉴于目前市场上的小夜灯都是以电能作为能源,并且在人们入睡后持续工作,不符合国家节能减排的需求,利用北方冬季供暖季节暖气的余热,基于半导体温差发电原理,为LED提供电能,设计了一种基于半导体温差发电的暖气小夜灯。小夜灯系统由温差发电片、散热片、升压稳压电路、LED灯等模块组成。供暖时,将小夜灯固定到暖气片或暖气管道上,小夜灯就可以工作了。实验验证该暖气小夜灯无需电源,安装方便,节能环保,具有广阔的应用前景。
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  低温半导体温差发电单元数值模拟与仿真研究

  武文韬, 马春燕, 陈燕, 窦银科, 蒋岳峰

  电源技术. 2020, 44(1): 85-89. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2020.01.025

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  为精确计算分析半导体温差发电单元内部温度场分布及发电特性,构建了常物性和变物性计算模型。在160~280 K温度区间下,分别利用常物性、变物性计算模型对温度场及发电特性进行数值计算,并与ANSYS有限元仿真结果比较。结果表明：在此工作条件下,变物性模型对温度分布的数值计算具有较高的精确性;对发电特性的计算存在一个特定的特征温差能够让变物性模型取代常物性模型,此变物性模型在大于特征温差范围内具有较好的精确度,有效改进了原有的常物性模型。
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  全钒液流电池系统漏电功率影响因素研究

  张蓉蓉, 刘宗浩, 周博然, 孙恺, 史松杰

  电源技术. 2020, 44(1): 90-94. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2020.01.026

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  基于Simulink仿真平台,建立了多电堆串联运行全钒液流电池系统漏电回路等效模型,分析了电堆内串联单电池数量、系统盘管等效电阻、系统串联电堆数量以及系统开路电压等因素对系统整体漏电功率的影响规律及变化情况。仿真结果表明,电堆内串联单电池数量越少、系统盘管等效电阻越大、系统串联电堆数量越少、系统开路电压越小,系统整体漏电功率越小,但漏电功率的变化速率随上述各种因素的变化各有差异。该研究为全钒液流电池的多电堆串联运行系统的优化设计及风险防范提供了参考依据。
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  模板介孔炭在高电压超级电容器的应用研究

  于学文, 乔志军, 顾应展, 阮殿波, 王成扬

  电源技术. 2020, 44(1): 95-98. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2020.01.027

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  以柠檬酸镁/沥青混合物为前驱体,通过模板炭化法制备介孔炭材料。通过调节柠檬酸镁与沥青的比例制备出不同孔径结构的炭材料,并以其作为电极材料,以1.7 mol/L 1-乙基-3-甲基咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐/碳酸丙烯酯(Emim-TFSI/PC)电解液组装双电层电容器。通过循环伏安、恒流充放电、交流阻抗测试其在不同电压下的电化学性能。实验表明,柠檬酸镁/沥青比例为6∶4时,制备出的介孔炭材料的电化学性能表现优异,扫描电压区间为0~3.5 V时,仍表现为良好的双电层电容性能,充放电电压为3.2 V时,质量比电容达100 F/g。
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  碳纸/纳米MnO₂复合电极材料的循环伏安研究

  卢威, 陈娜, 薛海华, 余益志

  电源技术. 2020, 44(1): 99-102. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2020.01.028

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  将碳纸与氧化还原反应法制备的纳米MnO₂通过液相沉积法形成新的复合电极材料,采用循环伏安和恒流充放电测试技术对复合电极材料进行测试分析,研究结果表明：碳纸/纳米MnO₂复合电极材料呈花瓣状开放结构,有利于提高复合电极的比表面积;碳纸基体沉积1 h制备的电极具有最好的稳定性,沉积3 h制备的电极样品稳定性最差,所以沉积时间过长不利于电极电容性的稳定;氧化还原混合溶液浓度为0.2 mol/L,碳纸基体沉积时间1 h的条件下制备的薄膜电极样品的性能最优。
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  超级电容器用葛根基活性炭的制备及性能研究

  黄兴兰, 廖小东, 王瑨, 李愿杰

  电源技术. 2020, 44(1): 103-106. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2020.01.029

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  以葛根为原料,通过K₂CO₃/KOH混合碱活化方法制备了高比表面积电极材料活性炭,采用氮气吸-脱附、X射线衍射光谱法(XRD)、恒流充放电以及循环伏安法考察活性炭样品的表面性质、孔结构以及电化学性能,进一步考察了碱活化浓度、活化温度对活性炭的比表面积、孔结构和电化学性能影响。结果表明：活性炭的最佳碱炭比为3∶1,活化温度为800 ℃,比表面积最高达2 700 m²/g,在6 mol/L的KOH电解液中,超级电容器法拉第比电容为325 F/g,具有很好的电化学性能。
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  导热硅胶形状对液冷式电池组热性能影响研究

  刘一凡, 周杰, 黄睿, 孙天飞, 王华文

  电源技术. 2020, 44(1): 107-109. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2020.01.030

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  随着电动汽车能量密度的增加以及充放电功率水平的提高,动力电池热问题日益突出,电池热管理系统设计显得尤为重要。从动力电池组应用场景出发,建立了液冷式电池组有限元模型并仿真分析了4种导热硅胶形状对电池组热性能的影响。研究发现,随着导热硅胶与电池组接触面积的减少,电池组温度有所上升,但温差较小。相比于常规设计方案,改短设计方案在电池组温度略微上升的条件下温度均匀性改善明显,可以为电池热管理系统设计提供参考。
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  自适应脉冲放电方法在电池内阻检测中的应用

  高贻钧, 谭佐军, 刘玉红

  电源技术. 2020, 44(1): 110-112. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2020.01.031

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  电池内阻是评价电池性能的一项重要参数,提出一种利用单片机(MCU)控制的自适应脉冲放电方法测量电池内阻,设计了直流和脉冲放大两路电压监测采样通道,可根据电池情况自动选择最佳放电电流,能够动态调整内阻测量范围,自主切换采样通道以保障测量精度,从而实现更宽的自动测量范围,最后将测量结果实时显示在液晶屏上。通过对模拟电池的测量值与实际值进行比较,结果表明,自适应脉冲放电检测方法能够在较大范围以较高精度实现电池内阻的快速测量。
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  基于LabVIEW的蓄电池内阻测量设计

  谢永成, 李光升, 魏宁, 李刚, 董今朝

  电源技术. 2020, 44(1): 113-115. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2020.01.032

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  在现有测量基础上,为了进一步提高铅酸蓄电池内阻测量精度,利用交流注入法和LabVIEW软件设计了一套铅酸蓄电池内阻测量系统。该系统以LabVIEW软件为基础,设计了能产生稳定正弦信号和数据采集的程序。为抑制噪声干扰,在NI公司开发的信号调理模块的基础上对所产生的正弦信号进行调理。实验结果证明,该系统操作方便,而且测量精度较高、误差小。
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  融合地形信息的车载复合电源控制方法研究

  尹炳琪, 马彬, 杨朝红, 陈勇

  电源技术. 2020, 44(1): 116-120. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2020.01.033

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  地形信息对复合电源能量分配具有较大影响,忽略地形信息的能量分配控制效果难以达到最优。搭建了动力电池-超级电容复合电源模型,通过实验对模型参数进行了辨识并验证了模型的有效性;融合路径高程信息,构建了结合道路坡度的车辆能量需求模型;运用模糊控制理论,开发了一种考虑地形信息的具有电池基准功率调节特征的复合电源能量分配控制方法。仿真结果表明：融合地形信息的控制方法能够降低电池峰值电流,在美国城市驾驶循环工况(UDDS)下使超级电容的使用时间延长了26.5%,制动回收能量提高了5.5%。
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  中压链式梯次储能系统的电池组均衡控制策略

  赵玲, 马骏, 方陈, 刘超, 王皓靖

  电源技术. 2020, 44(1): 121-125. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2020.01.034

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  针对中压链式梯次储能系统电池模块串并联数量受限及梯次电池筛选重组成本高等问题,提出了一种电池组接入方式及涉及簇间均衡、箱间均衡、箱内均衡的电池组均衡控制策略,有效降低了退运动力电池梯次储能应用的难度,同时延长了梯次利用储能电池组的使用寿命,具有均衡效果明显、应用范围广的特点。搭建了仿真平台和实验平台,验证了该均衡控制策略的可行性及在中压链式储能系统中应用的可靠性。
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  新型直升机便携式地面应急起动电源设计

  田磊, 刘宝, 刘芯言

  电源技术. 2020, 44(1): 126-128. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2020.01.035

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  依据军用直升机地面起动特性和便携式地面应急起动电源战技术指标要求,分析了现有类似电源产品存在的主要缺陷及原因,设计了一种基于复合电源技术的新型直升机便携式地面应急起动电源,并对电源工作模式、基本拓扑结构和控制策略等关键技术进行了研究,为后续装备研制奠定了基础。
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  军用航空应急起动电源设计与实现

  邓泽平, 李倩, 王轶欧

  电源技术. 2020, 44(1): 129-131. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2020.01.036

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  目前,国内军用航空应急起动电源多采用镉镍蓄电池组作为储能单元,镉镍电池组存在能量密度较低、成本高、寿命低等缺陷。为了减小航空蓄电池体积、质量,提升航空应急起动电源性能,提出了一种基于钛酸锂电池模组的航空应急起动电源系统设计方案,组装了一套34 Ah的钛酸锂电池模组替换原有的航空镉镍电池组,并且通过实验对比了钛酸锂电池组与镉镍电池组在常温与低温下大倍率放电性能。针对钛酸锂电池模组,研发了一套电池管理系统,实现了15 kW钛酸锂电池组军用航空应急起动电源的样机设计。
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  ANSYS软件在热电池随机振动工装设计中的应用

  孙现忠, 杨正才, 彭振国, 张斌, 孙晓兰

  电源技术. 2020, 44(1): 132-134. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2020.01.037

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  介绍了ANSYS软件,并使用其对某热电池试验工装进行随机振动模拟分析。通过分析及试验验证,结果表明试验工装A设计不满足工装设计原则,且在热电池支耳处产生应力较大,热电池在试验工装A上所受加速度量级被放大,从而优选出试验工装B作为热电池随机振动用试验工装,为后续热电池试验工装设计与工程试验提供一种新的思路和技术方法。
综述
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  金属有机框架材料用于锂电池负极的研究进展

  张玉琪, 魏光平, 李春宏, 康晓丽, 崔旭东

  电源技术. 2020, 44(1): 135-138. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2020.01.038

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  金属有机框架材料(MOFs)因高孔隙率、结构可控和氧化还原活性可调等特点被广泛应用于锂离子电池负极的研究。分析了近几年来MOF基材料在锂电池负极的研究进展;指出MOF基材料固有的多孔结构有利于锂离子迁移,金属中心和有机配体可以作为氧化还原物质使用,具有孔隙可逆储锂和可逆化学反应储锂两种不同的储锂机制;讨论了近几年来MOF基衍生物、复合物在锂电池负极的应用;展望了MOFs在锂电池负极的发展前景。
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  锂离子电池电解液回收处理技术进展及展望

  赵光金

  电源技术. 2020, 44(1): 139-141. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2020.01.039

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  随着锂电池的大规模应用及其成本的快速下降,废旧锂电池将呈现爆发式累积性增长趋势,其健康、环境、安全隐患的累积效应成倍放大,不容忽视,若不能有效回收处理,会造成资源浪费和环境污染。尤其是电解液含有有毒有害物质,且在自然环境中极易发生副反应,造成二次污染,对其回收处置尤为关键。总结了锂离子电池电解液的组成及其潜在的危害,综述了国内外废旧锂电池电解液回收处理技术研究进展,展望了电解液新型回收处理技术及其发展前景。
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  空间核反应堆电源的应用与需求

  贺克羽, 陈章隆, 闫锋哲

  电源技术. 2020, 44(1): 142-144. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2020.01.040

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  随着航天技术的不断发展,传统的空间电源已经难以满足未来航天器的应用需求。空间核反应堆作为一种高效持久的空间电源,具有质量轻、体积小、功率大、抗辐射能力强、使用寿命长等优点,是未来不可替代的空间电源。对空间核反应堆电源和其他传统的空间电源进行了比较,并根据空间核反应堆的主要特点对其应用需求进行分析,最后得出结论：空间核反应堆并不适用于小功率近地飞行的航天器,主要适用于为大功率航天器、深空探测器和星表空间基地等设施提供电力。