2021年, 第45卷, 第11期　
刊出日期：2021-11-20

  

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研究与设计
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  阳极添加剂对PEMFC抗反极性能影响研究

  李咏焕, 宋微, 姜广, 俞红梅, 邵志刚

  电源技术. 2021, 45(11): 1381-1384. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2021.11.001

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  抗反极研究对提升质子交换膜燃料电池(PEMFC)寿命与运行工况适应性具有重要意义。在阳极催化层中引入三种不同的抗反极添加剂,研究了添加剂对膜电极抗反极性能的影响。通过软模板法制备的IrO₂具有粒径最小、分散度最好的优势,将其加入催化层中,反极测试后电压损失仅0.42%(@1 000 mA/cm²),电化学活性面积(ECSA)损失仅5.7%。通过X射线能谱仪(EDS)表征该添加剂在催化层中分散均匀。通过扫描电镜(SEM)观察到反极后阳极催化层破坏程度降低,添加剂的加入能够有效减缓反极带来的碳腐蚀与高频电阻的增加。
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  气体扩散层的组成参数对氧传输阻力的影响

  刘志成, 周, 利, 孙昕野, 齐满满, 邵志刚

  电源技术. 2021, 45(11): 1385-1388. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2021.11.002

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  利用极限电流密度法对PEMFCs的氧传输阻力(OTR)进行测定。研究了GDL中的聚四氟乙烯(PTFE)含量、碳粉载量以及碳粉种类这三个主要的组成参数对于OTR影响规律,并结合相关的物理和电化学表征对实验结果进行分析。结果发现：在一定的阴极增湿条件下,OTR随着PTFE含量增加呈现先减小后增加的趋势,当PTFE含量为20%(质量分数)时,OTR最小;随着碳粉载量增加,OTR也呈现先减小后增加的趋势,当碳粉载量为1.0 mg /cm²时,OTR最小。但碳粉载量对于OTR的影响程度明显大于PTFE含量的影响程度。该研究结果为GDL内部传质规律的探索提供了参考。
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  亲水短侧链离子交换树脂燃料电池性能研究

  周亚文, 俞红梅, 谢峰, 邵志刚

  电源技术. 2021, 45(11): 1389-1392. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2021.11.003

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  将具有亲水短侧链的离子交换树脂应用于燃料电池膜电极,测试了不同湿度下的电池性能。结果证明,亲水短侧链离子交换树脂膜电极最佳空气湿度为20%,此时最高功率密度为721 mW/cm²@1 277 mA/cm²,比常规膜电极高出20%,常规膜电极的最佳湿度为60%。EIS和CV测试表明,更小的电荷转移电阻R_ct和欧姆电阻R_s,是短侧链树脂膜电极低湿度下性能优异的原因。综上,亲水短侧链树脂膜电极更适宜在低增湿下应用。
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  氢气催化氧化法冷启动对PEMFC电堆衰减的影响

  孙嘉琦, 杨小康, 孙树成, 邵志刚, 滕越

  电源技术. 2021, 45(11): 1393-1396. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2021.11.004

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  利用氢气催化氧化法对质子交换膜燃料电池(PEMFC)电堆进行-32 °C的低温启动,结果表明在经过10次冷启动后,电堆整体输出性能没有明显衰减。然而通过对该短堆进行解析发现膜电极组件(MEA)存在局部衰减,主要是电堆出口和入口处对应区域的MEA发生了衰减,其中出口处的衰减更为明显。通过对电堆入口、中间和出口区域的电极进行循环伏安、电化学阻抗和线性扫描伏安测试,结果表明：入口处的电极衰减主要来自于催化剂的团聚或者流失以及水结冰导致的膜的氢气透过性增加;出口处的电极衰减主要来自于催化剂的团聚或者流失。
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  阳极操作条件对HT-PEMFC电流分布的影响

  付迎豪, 张盟, 赵世雄, 孙海, 孙公权

  电源技术. 2021, 45(11): 1397-1400. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2021.11.005

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  高温质子交换膜燃料电池(HT-PEMFC)阳极采用重整气为燃料时,阳极操作条件对HT-PEMFC电流分布的均匀性有重要影响,并进一步影响电池的性能和寿命。探究了重整气组成、燃料化学计量比和放电电流对电流分布均匀性的影响。研究结果表明重整气组分中H₂含量越低,CO含量越高,电流分布不均匀程度越大;降低燃料化学计量比和增加放电电流均导致电流分布均匀性降低,且H₂含量更低,CO含量更高的重整气为燃料时,燃料化学计量比和放电电流对电流分布的影响更加显著。研究结果可为HT-PEMFC流场结构、膜电极结构设计和操作条件优化提供指导。
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  PEM水电解池反应特性参数的三维模型数值模拟

  郑金松, 莫景科

  电源技术. 2021, 45(11): 1401-1404. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2021.11.006

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  通过耦合电化学和传质物理场,建立了稳态、单相、三维质子交换膜(PEM)水电解池模型。讨论了不同形式的流场(平行、单通道蛇形、多通道蛇形和交指形流场)对电流密度分布、氧气浓度分布以及压力分布的影响,从而影响对水电解池的性能,并分析了在平行流场中化学计量数对水电解池性能的影响。结果表明,在相同的工况下,交指形流场的性能最差,平行流场的性能最好。同时,增大化学计量数可以明显提高质子交换膜水电解池的性能。
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  磺化聚醚醚酮质子交换膜的制备及性能

  胡恒伟, 刘翰, 王克俭, 刘勇

  电源技术. 2021, 45(11): 1405-1408. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2021.11.007

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  将聚醚醚酮(PEEK)与浓硫酸混合,得到了磺化度为73.49%的磺化聚醚醚酮(SPEEK);在SPEEK中加入不同含量的聚丙烯腈(PAN),通过静电纺丝制备出了纳米纤维型质子交换膜(S/P复合膜)。通过热压,减小了纤维膜内的孔隙和厚度,有效降低了膜内的燃料分子渗透现象与传导阻抗。结果显示,当PAN质量分数为5%时,S/P复合膜具有与Nafion 211膜相近的吸水溶胀率,但有更高的质子传导率与机械性能。在70 ℃,100%湿度条件下,S/P复合膜具有更大的输出功率。
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  锂离子电池在不同倍率循环的阻抗特性研究

  史金涛, 余传军, 李倩

  电源技术. 2021, 45(11): 1409-1411. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2021.11.008

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  研究了高镍-石墨体系锂离子电池在25 ℃,4种循环倍率(0.5 C,1 C,2 C,阶梯充)下的循环性能及直流内阻,并采用EIS对电池不同健康状态进行研究,辨识电池循环过程中的阻抗变化规律。研究表明,电池在0.5 C循环时寿命衰减最快,阶梯充电的寿命和内阻性能最好。EIS分析表明,电池前600次循环,电荷转移阻抗减小,然后随着循环的进行,电池电荷转移阻抗及总阻抗都持续增大。
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  磷酸铁锂电池负极黑斑成因分析

  马可人, 王凯

  电源技术. 2021, 45(11): 1412-1415. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2021.11.009

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  描述了一种锂离子电池负极片产生黑斑的失效现象,通过拆解及形貌、成分测试,分别从负极材料的结构特性、电解液成分、Na源追溯、水分残留四个方面分析了负极片产生黑斑的原因。
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  Sn/TiC锂离子电池负极材料制备及性能

  施琦, 黄昊, 张贵锋

  电源技术. 2021, 45(11): 1416-1419. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2021.11.010

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  采用直流电弧等离子体法制备了Sn/TiC复合纳米粒子锂离子电池负极材料。采用X射线衍射(XRD)和透射电子显微镜(TEM)分析Sn/TiC复合纳米粒子的组成和结构。Sn/TiC复合纳米粒子的形貌呈球状颗粒,粒径分布在20~70 nm,TiC与Sn两相均匀分布避免了Sn纳米粒子发生团聚,同时抑制Sn电极的体积变化,提高其电化学性能。随着复合材料中TiC含量的逐渐增加,其电化学性能也逐渐提高。其中Sn/TiC(36%)和Sn/TiC(45%)电极表现出最佳的循环性能(100次循环后比容量分别稳定在380.0和377.1 mAh/g)和倍率性能。
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  新能源汽车电池负极材料的制备与电化学性能

  包科杰, 路凌然

  电源技术. 2021, 45(11): 1420-1423. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2021.11.011

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  采用静电纺丝法和退火相结合的方法制备了电池负极Fe₇Se₈/N-CNFs复合材料,并与块状Fe₇Se₈进行了微观结构和电化学性能对比分析。结果表明,复合材料中氮掺杂碳纤维表面弥散分布着细小Fe₇Se₈粒子(比表面积约50.2 m²/g),而块状Fe₇Se₈电极中Fe₇Se₈粒子团聚成块状(比表面积约为9.9 m²/g)。经过100次循环后,复合材料电极和块状Fe₇Se₈电极的容量保持率分别为91.4%和76.4%;复合电极材料在0.2~20 A/g电流密度下的放电比容量都要高于块状Fe₇Se₈电极。在电流密度高于2 A/g时,Fe₇Se₈纳米粒子/氮掺杂碳纤维复合材料就具有相较Fe₇Se₈/N掺杂碳、NiSe₂/C中空微球和MoSe₂/CNT等更高的容量;Fe₇Se₈纳米粒子/氮掺杂碳纤维复合材料具有相较于块状Fe₇Se₈电极更好的高倍率放电性能,这主要与Fe₇Se₈粒子较好地锚定在N-CNFs上起到协同作用有关。
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  后备用磷酸铁锂电池组应用特性研究

  邓磊, 吴钫, 帅骁睿

  电源技术. 2021, 45(11): 1424-1426. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2021.11.012

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  后备电池的浮充工况不同于循环充放电工况,后备用磷酸铁锂电池沿用了与循环充放电工况相同的电池管理方法,造成电池组管理不当,引起电池寿命衰减严重、电源供电故障、甚至是安全事故,论述了磷酸铁锂电池浮充工况特性及管理方法,对提升后备磷酸铁锂使用性能具有重要意义。
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  基于差分热伏安法的锂离子电池SOH诊断

  杨胜杰, 罗冰洋, 王菁, 康健强, 朱国荣

  电源技术. 2021, 45(11): 1427-1430. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2021.11.013

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  当前基于容量、端电压和内阻等电特性参数的健康状态(state of health,SOH)估算模型在实际使用过程中难以真实反映电池老化状态。老化前后电池产生的热量必然存在差异,而温度也是反映SOH的关键特性参数。采用考虑电池温度的差分热伏安(differential thermal voltammetry,DTV)作为锂离子电池SOH诊断方法。分析和比较了6种电流倍率下电池DTV曲线,选取2 C和4 C倍率研究电池老化过程中的DTV特性,提取DTV峰特征参数分析电池衰退特性。接着分析峰特征参数与SOH的关联性。结果表明,4 C峰峰容量与SOH的线性关系最好,可以用于估算SOH。
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  基于电池暂态响应分析的锂电池SOC估计

  李明维, 张传远, 宿剑飞, 周杨林, 王红军

  电源技术. 2021, 45(11): 1431-1434. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2021.11.014

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  锂离子电池因快速充电和长循环寿命特性,在电动汽车、电网侧储能系统中应用广泛。精准的电池荷电状态(SOC)估计有助于保障系统可靠性,延长电池系统寿命,然而在考虑电池充电和放电以及复杂工况条件造成的电池内部复杂的化学和物理变化的条件下,完成精准电池SOC估计十分困难。通过脉冲激励电池的充放电暂态响应特性分析,辨识等效电路模型参数,建立电池不同工况条件下的动态电池模型,并采用扩展卡尔曼滤波方法对纠正参数辨识和OCV-SOC映射中的误差。以Arbin测试平台估算结果作为对标,验证了所提方法的有效性。
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  基于GLD电池模型和FFRLS-EKF算法的SOC估测

  栗欢欢, 孙化阳, 陈, 彪, 王亚平

  电源技术. 2021, 45(11): 1435-1438. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2021.11.015

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  针对当前亟需解决锂离子电池荷电状态(SOC)估计在动态与稳态工况下无法同时保持高精度的问题,利用气液动力学电池模型(GLD)与递推最小二乘法和扩展卡尔曼滤波算法提出联合SOC估算算法,采用含遗忘因子的递推最小二乘法(FFRLS)对模型的参数进行在线辨识,以消除原始算法存在的估算误差波动问题。利用恒流和动态应力测试(DST)工况进行了仿真验证。与单独采用FFRLS的算法以及原始算法进行对比,结果表明,所提算法具有更高的估算精度,最大误差为2.62%,具有估算精确度高和鲁棒性强的优点。
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  基于ASRUKF的锂离子电池SOC估算

  徐劲力, 郎锦峰, 徐维, 刘佳俊

  电源技术. 2021, 45(11): 1439-1442. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2021.11.016

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  电池荷电状态(SOC)估计对电池管理系统进行实时监控、策略控制和保障行车安全具有重要意义。为了能够提高模型辨识精度和SOC估算结果,在一阶RC电路模型的基础上,采用限定记忆递推最小二乘法(LMRLS)辨识模型参数,通过自适应平方根无迹卡尔曼滤波(ASRUKF)算法进行SOC估计,将结果与UKF算法的估算结果进行比较,结果表明ASRUKF算法具有更高的精度。
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  基于SRCKF的电动汽车锂离子电池荷电状态估计

  肖仁鑫, 李斌, 黄志强, 贾现广

  电源技术. 2021, 45(11): 1443-1447. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2021.11.017

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  精确的电池荷电状态(state of charge, SOC)估计对提高新能源汽车电池管理系统的性能、电池使用安全性以及整车能量管理策略的准确性具有至关重要的作用。综合考虑电池模型精度和复杂度,建立了锂离子电池二阶RC等效电路模型,运用自适应遗忘因子递推最小二乘法(adaptive forgetting factor-recursive least square, AFF-RLS)在线辨识模型参数。在此基础上,采用平方根容积卡尔曼滤波(square root cubature Kalman filter,SRCKF)估算电池SOC,使用动态应力测试工况(dynamic stress test, DST)对模型参数和SOC进行验证。研究结果表明,与无迹卡尔曼滤波(unscented Kalman filter,UKF)估算相比,SRCKF估算误差小、鲁棒性好。
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  锂电池一阶RC等效电路模型的动力学特性分析

  徐东辉

  电源技术. 2021, 45(11): 1448-1452. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2021.11.018

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  为分析锂离子动力电池一阶RC等效电路模型的动力学特性,将荷控忆阻器、电阻及电感作为一阶RC等效电路的负载构成一个四阶混沌系统,运用四阶变步长Runge-Kutta法详细分析了该系统的一些基本动力学行为。结果表明,该混沌系统随一阶RC等效电路欧姆内阻参数的变化具有复杂的动力学行为,随欧姆内阻增大,系统通常经混沌进入倍周期分岔序列,且欧姆内阻越小,系统混沌现象越明显。通过对系统的动力学特性分析,可以在线获取欧姆内阻值,为锂离子动力电池寿命的在线监测提供一种全新的方法。
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  基于密胺吸附型相变材料的散热性能优化研究

  何翼, 张国庆, 黄启秋, 李新喜

  电源技术. 2021, 45(11): 1453-1457. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2021.11.019

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  锂离子电池具有循环寿命长、安全性能好、自放电量小等优点,被广泛应用于电动汽车及储能等领域。然而,由于电池组间的散热和温度不一致,热失控事故时有发生。通过制备密胺吸附型复合相变材料并将其应用在电池模组中进行热管理,结合SolidWorks和Comsol软件,分析了不同厚度、不同导热系数下相变材料对单体电池和电池模组温度分布规律的影响;并建立了密胺吸附型相变材料的电池散热模型,采用实验与模拟相结合的方法优化其散热性能。研究结果表明,当锂电池以5 C放电时,相变材料层的厚度应大于2.5 mm,电池模组的温度可控制在43 ℃以内;当相变材料的导热系数提高到2.5 W/(m·K)时,电池模组最大温差减小到1.2 ℃。综上可知,本研究所开发的密胺吸附型复合相变材料作为被动热管理技术展现出良好的控温效果,在电动汽车及储能领域具有重要的应用价值。
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  基于FFRLS-UKF的锂离子电池内核温度估计方法

  王萍, 张吉昂, 程泽

  电源技术. 2021, 45(11): 1458-1462. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2021.11.020

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  基于锂离子电池的集总参数模型,建立产热内阻随温度、SOC和循环次数变化的数学模型,并提出了一种基于带遗忘因子的递推最小二乘法(recursive least square with forgetting factor, FFRLS)-无迹卡尔曼滤波算法(unscented Kalman filter, UKF)的锂离子电池内核温度估计方法。在单周期的FUDS工况下进行实验验证,根据采集的电池表面温度值、环境温度和电流值在线辨识热阻容参数和内阻,并验证所辨识参数的准确性;用FFRLS-UKF算法估计内核温度的变化,实验结果表明,该方法可以很快消除未知初始值的误差,并跟随到真值附近,最大误差在1 ℃以内。在此基础上设计了150次FUDS循环充放电的仿真实验,仿真结果表明,在循环工况下,该方法能够较好地追踪内核温度和内阻平均值变化情况,显示了较好的稳定性和鲁棒性。
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  锂离子电池分岔水冷板结构研究及优化

  张兰春, 章嘉晶, 王天波, 陈茜

  电源技术. 2021, 45(11): 1463-1466. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2021.11.021

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  将单进出水口的平行流道水冷板与微通道水冷板分岔结构相结合,建立不同单进出水口分岔流道水冷板。采用计算流体力学的方法,研究支路流道宽度对两种分岔流道水冷板冷却性能的影响规律;并进一步分析流道宽度、路径对两侧分岔流道水冷板(以下简称侧分水冷板)冷却性能的影响规律。研究表明：在适当流道宽度下,侧分水冷板具有更优的散热效果。调整流道宽度对侧分水冷板的冷却性能提升不明显。增加流道路径能较好地增强水冷板的散热能力;次支路与支路流道之间的夹角越小,散热效果越好。
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  钛酸锂方形软包锂电池冷却效果研究

  张林浩, 石振刚, 杨军, 陶鹏, 李春海

  电源技术. 2021, 45(11): 1467-1470. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2021.11.022

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  为了研究不同相变材料对大容量锂电池的冷却效用,同时研究不同电池表面相变材料裹覆面积和不同级别放电倍率条件下电池模块的冷却速度,以相变温度各不相同的三种固态相变材料为研究对象,对锂电池进行包裹并对电池放电后的冷却过程进行定位。最后,采取相变材料与微通道铝扁管协同作用的方法来加快电池的冷却进程,实验结果表明通过该方法能够获取更好的冷却效果,具有较高的推广应用价值。
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  富硫共聚物的电化学性能研究

  曾帅波, 郭颖华, 高群, 伍强, 徐伟

  电源技术. 2021, 45(11): 1471-1473. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2021.11.023

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  聚合物硫电极能够对多硫化物“穿梭效应”起到化学限域作用,明显改善锂硫电池硫电极的循环稳定性,但较差的导电性限制了其使用。通过扫描电镜分析不同涂覆厚度下的电极表面形貌;通过循环伏安(CV)和交流阻抗法(EIS)分析不同厚度聚合物硫电极的化学反应动力学和电池电化学性能;对比聚合物硫电极在不同涂覆厚度下,形成的不同硫负载量的锂硫电池硫电极的循环稳定性和倍率特性。实验结果表明涂覆厚度较小的富硫共聚物电极负载活性物质少,故电极内部电子能够快速转移到集流体并对外电路做功,在大电流充放电过程中,避免了电极的极化;相反,涂覆厚度较大的电极在小电流充放电过程中能存储更多电能,更适合做储能电池。
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  氟化碳正极浆料稳定性研究

  苏晓倩, 杨芳凝, 邱家栋, 张蕊, 郑海山

  电源技术. 2021, 45(11): 1474-1477. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2021.11.024

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  针对氟化碳正极浆料在加入粘结剂后,发生粘度不稳定、甚至破乳的现象进行了研究。采用粘度-剪切速率测试和浆料触变性能测试,研究了加入粘结剂后浆料粘度变化的机理,采用聚四氟乙烯(PTFE)粘结剂及聚丙烯基粘结剂作为主要研究对象,油系PVDF粘结剂作为参照对象,分析在匀浆过程中浆料粘度变化的原因。根据浆料粘度变化机理,通过加入外源分散剂,补充被氟化碳材料吸附的部分,显著提高了浆料的稳定性。
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  高比表面多孔碳微米管及其超级电容器应用

  罗河伟, 赵太宝, 蔡卫坤, 张林森, 王利霞

  电源技术. 2021, 45(11): 1478-1481. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2021.11.025

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  以悬铃木果毛纤维为碳源,采用低温预碳化和活化剂刻蚀结合的方法,制备了空心多孔碳微米管材料(HPCT)。通过控制活化剂KOH的比例,优化了材料的结构,得到了电化学性能良好的碳材料。所制备的HPCT直径约为20~30 μm,壁厚约为1.5~2 μm,具有2 135 m²/g的高比表面积。用作水系超级电容器电极时,具有较高的比电容、良好的倍率性能以及循环稳定性。
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  一步电沉积镍铁硫化物纳米复合电极

  马骏, 孟祥康, 苏冬云, 丁中武, 褚, 岩

  电源技术. 2021, 45(11): 1482-1485. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2021.11.026

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  采用一步电沉积法在导电性能优异的碳布上生长二元镍铁硫化物纳米片作为超级电容器的电极,从而进一步提高其电化学性能。由于复合材料纳米结构具有较小的尺寸且表面粗糙多孔,为充放电过程中发生氧化还原反应提供了更加丰富的活性位点。同时,碳布作为基底,也进一步提高了复合材料的导电性。通过比较不同比例Ni-Fe-S/碳布复合材料的电化学性能,得到了性能最优异的比例,并对其进行了进一步的测试。复合材料的比电容在1 A/g时可达到770 F/g,并在40 A/g时容量可以保持在672 F/g。在进行10 000次循环后,可保持初始值的92.3%。本研究对于二元金属硫化物/碳布复合材料作为超级电容器电极材料的发展具有一定的促进作用。
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  基于匹配滤波器的多晶硅电池片裂纹检测方法

  张玉婷, 郑茜颖, 俞金玲

  电源技术. 2021, 45(11): 1486-1489. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2021.11.027

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  针对多晶硅太阳电池片裂纹检测中背景干扰和对比度较低等检测难点,提出基于微分匹配均值和匹配滤波器的裂纹检测算法。首先用基于高斯函数的匹配滤波器从多角度、多方向提取裂纹空间特征的算子,增强图像;同时用微分匹配均值滤波器区分裂纹和晶粒结构,有效提取裂纹;然后根据阈值公式筛选裂纹结构;最后用Hough变换去除栅线,并采用形态学方法提取出完整裂纹结构。实验结果表明,提出的裂纹检测算法能够精确、有效地检测出多晶硅太阳电池片的裂纹,解决了紊乱的晶粒背景干扰检测的问题,相比其他几种算法兼具鲁棒性和快速性。
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  基于时间序列的大型光伏电站发电短期预测

  周文, 孟良, 杨正富, 刘志恒, 刘志宾

  电源技术. 2021, 45(11): 1490-1494. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2021.11.028

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  环境变化条件下,短期精确预测光伏(photovoltaic,PV)发电量对于确保电网运行、调度和电网能源管理至关重要,尤其是在未记录太阳辐射测量或天气参数历史值的位置。通过搭建基于人工神经网络(双向长期短期记忆)的方法和统计方法(季节性自回归综合移动平均值)模型,对比分析大型光伏发电量的时间序列预测结果,考虑预测时间范围变化对所有算法的影响。当前工作中使用的数据为从20 MW并网光伏电站获取的3 640 h运行数据。人工神经网络和所提统计模型可用于提前1 h准确预测光伏电站的发电量,对光伏系统与智能电网的集成起重要指导作用。
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  采用AFCM-SMOTE-RF的光伏电站故障诊断方法

  张治, 马辉, 王林

  电源技术. 2021, 45(11): 1495-1499. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2021.11.029

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  光伏电站故障频发,影响发电效率。而相对于正常运行数据,电站故障数据较少,导致故障检测精度不高。针对这个问题,提出了一种基于AFCM(alter-native fuzzy C-means)-SMOTE(synthetic minority over-sampling technique)算法与随机森林算法相结合的光伏电站故障诊断方法。用AFCM-SMOTE算法对故障样本进行处理,生成“人造”样本,用“人造”样本训练随机森林算法,最终实现对光伏电站故障的检测。实验结果表明,AFCM-SMOTE算法很好地解决了随机森林在光伏故障检测应用中因为故障样本数据少导致分类不精确的问题,提高了故障诊断的准确性。
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  高效宽电压增益CLLC谐振变换器分段控制研究

  文伟仲, 舒杰, 王浩, 陈亚宾, 黄玮

  电源技术. 2021, 45(11): 1500-1504. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2021.11.030

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  提出了一种新的CLLC变换器的分段控制,解决了传统脉冲宽度调制 (pulse width modulation,PWM)和脉冲频率调制 (pulse frequency modulation,PFM)存在的软开关范围窄和开关频率变化范围宽等问题。该控制策略基于LLC变换器上的分段控制,在实现软开关前提下,将其三段控制优化为两段,在高、低电压增益时分别采用PFM、对称PWM控制,可实现较大开关增益范围的窄开关频率变化范围,以及全工作区间内的原边开关器件零电压开关(ZVS);分析了针对该控制策略的参数设计、以及基于相关参数的分段区间确定方法;最后,利用MATLAB仿真验证了该方法的可行性与优越性。
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  温差电器件内阻影响因素分析

  孙夏爽, 段玥晨, 杨号南

  电源技术. 2021, 45(11): 1505-1509. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2021.11.031

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  温差电器件工作过程中可以看作一个电源,其电源内阻随负载电阻变化而变化。目前很多学者做温差电器件分析过程中忽略这一因素,将内阻看作一个定值。利用有限元软件COMSOL对温差电器件进行仿真,分析温差电器件内阻的影响因素及内阻变化对温差电器件转换效率和输出功率的影响。结果表明,随着负载电阻减小,电路电流增大,热电偶的内阻会逐渐增加,当电流达到20 A时,电源内阻可增大6.5%。热电臂尺寸因子的改变对温差电器件内阻影响很大,冷热端温差的改变对温差电器件内阻影响较小。
综述
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  碳材料在金属化合物固态储氢中的应用

  刘梦, 陆林, 邱景义, 陈俊红, 赵鹏程

  电源技术. 2021, 45(11): 1510-1513. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2021.11.032

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  氢的安全、经济和高效储运是制约燃料电池-氢能推广应用的重大障碍。金属化合物固态储氢因理论质量储氢密度高、体积占比小、储氢压力低和安全性高,是以潜艇为代表的密闭空间场合用燃料电池的首选氢源,但热力学稳定和动力学释放氢缓慢等问题限制了其性能的发挥。碳材料因强结构设计性、独特的电子性质和高导热性,在金属化合物储氢中的研究日益广泛。基于此,从纳米结构约束、催化剂和添加剂三个角度,对金属化合物储氢中碳材料的应用进行了归纳,阐述了金属化合物/碳复合材料的制备和结构以及碳发挥有益效果的作用机制。
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  结构化复合锂金属负极的研究进展

  陈涛, 李晶泽, 肖菊兰, 刘洪利, 陈英

  电源技术. 2021, 45(11): 1514-1516. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2021.11.033

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  锂枝晶生长是制约锂金属负极商业化的主要因素,结构化复合锂金属是目前最主要的解决方案之一。其主要特点是：在电极内部预置储锂空间,将电化学反应过程引入到电极内部,利用内部三维分布的电子传导、离子传导网络以及电化学活性位点,抑制锂枝晶形态的生长,从而提高电极的热力学和动力学性能。综述了该策略发展过程,讨论了不同类型的结构化复合锂金属的特点以及优缺点,展望了该策略用于抑制锂金属负极锂枝晶生长的前景。
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  导电剂对锂电池合浆工艺及性能的影响

  王海波, 曹勇, 王义飞, 苏峰, 卢兵荣

  电源技术. 2021, 45(11): 1517-1519. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2021.11.034

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  导电剂作为锂离子电池电极配方中的重要组成部分,对降低电极和全电池电阻率,提高全电池使用性能具有重要作用,且不同类型导电剂对电池合浆工艺和电池性能具有显著影响。介绍了锂电池化学体系设计中常用的几种导电剂,分析了不同导电剂在合浆过程中的加工性能利弊,并结合导电剂的使用类型,提出了优化合浆工艺以改善电极及电池性能的方法。
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  聚氧化乙烯电解质的改性研究进展

  刘振涛, 王奎, 黄伟江, 田琴, 严伟

  电源技术. 2021, 45(11): 1520-1523. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2021.11.035

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  从提高聚氧化乙烯(PEO)电解质的离子电导率、离子迁移数和改善PEO分子链运动能力等方面进行综述,总结了PEO不同的改性方法：共混改性、增塑剂改性、填料改性等。