2023年, 第47卷, 第3期　
刊出日期：2023-03-20

  

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编辑部资讯
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  《电源技术》2022年度优秀审稿人

  电源技术. 2023, 47(3): 271-271.

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  《电源技术》2022年度优秀论文

  电源技术. 2023, 47(3): 272-272.

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企业专访
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  成就客户开放共赢严谨务实自我批判——访深圳市豪鹏科技股份有限公司董事、首席技术官 廖兴群

  李静

  电源技术. 2023, 47(3): 273-275.

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综述
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  储能电池全生命周期再生技术研究进展

  姜景栋, 陈永翀, 刘昊, 刘丹丹, 孙天奎

  电源技术. 2023, 47(3): 276-281. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2023.03.001

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  可再生能源及电化学储能市场规模不断扩大,储能电池的退役潮即将来临。如何延长储能电池使用寿命,降低退役电池回收成本并提高回收残值成为亟需解决的关键问题。储能电池的全生命周期再生技术包括服役阶段的修复再生延寿技术和退役电池回收再生技术,对于储能电池的全生命周期成本降低和可持续利用至关重要。基于各类代表性储能电池的失效原因进行分析,对储能电池服役阶段的修复再生技术现状进行综述,并探讨其对储能电池使用寿命提升的可行性。针对退役储能电池,尤其是锂离子电池的回收再生技术进行了总结,分析对比了湿法冶金回收有价金属元素及活性材料再生技术的特点。储能电池全生命周期再生技术的不断发展将为电化学储能大规模应用和可持续发展提供重要支撑。随着可持续理念的不断深入,可持续与前端设计相融合的可再生储能技术也有望成为重要发展方向。
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  高能量密度硅负极锂离子电池研究进展

  王靖, 申海鹏, 程梅笑, 郭营军

  电源技术. 2023, 47(3): 282-286. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2023.03.002

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  在动力电池日益繁荣的今天,硅材料因4 000 mAh/g以上的高理论比容量而备受追捧。介绍了高能量密度的硅负极电池在硅负极材料结构端的创新、与之兼容电解液的改良以及在固态电池领域的最新研究进展。
研究与设计：化学电源
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  氧化石墨烯改性LiFePO₄正极材料的电化学性能

  王坤, 昝振峰, 李龙, 王力臻

  电源技术. 2023, 47(3): 287-290. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2023.03.003

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  采用球磨法制备不同氧化石墨烯添加量的LiFePO₄/GO复合材料,研究氧化石墨烯添加量对LiFePO₄正极锂离子电池性能的影响。通过XRD、SEM、FTIR、XPS和相关的电化学方法研究了材料的物理和电化学性能。结果表明,球磨法制备LiFePO₄/GO复合材料不改变LiFePO₄的物性,与纯LiFePO₄相比,LiFePO₄/GO复合材料表现出更好的高倍率性能和循环稳定性。其中LiFePO₄与GO质量比为100∶1.25时,GO-1.25混合材料在0.5 C放电倍率下循环100次后显示出154.9 mAh/g的放电比容量,其容量保持率为98.7%。
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  碳酸锂对高容量18650锂离子电池的影响

  郭密, 陈述林, 王珍珍

  电源技术. 2023, 47(3): 291-293. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2023.03.004

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  正极材料中碳酸锂含量对正极制浆以及电池性能均有很大影响。采用三种不同碳酸锂含量的NCA材料按相同工艺制备出18650电池。正极材料中的碳酸锂会对浆料的稳定性产生不利影响,电池的比容量从192 mAh/g降到了184 mAh/g。但是与安全测试相关的过充温度由99.9 ℃降低到48.7 ℃,过充时间由1 190 s提前到590 s,燃烧喷射的通过率则由40%提升到100%,适量的碳酸锂才会表现出最好的循环性能。
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  NCM811正极材料的高能量密度体系软包电池评价

  谭显艳, 高旭光, 张志平

  电源技术. 2023, 47(3): 294-297. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2023.03.005

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  因高镍三元锂离子电池具有高能量密度而成为海内外中高端车企共同选择的对象。然而,三元正极在循环过程中会经历从H2到H3的相变而导致较大的晶格体积变化,造成二次球三元材料在循环过程中容易发生颗粒破碎,导致电池阻抗增加和衰减严重。而单晶三元材料几乎由一次颗粒构成,循环过程颗粒保持较好。通过将市售的单晶NCM811和二次球NCM811分别制作成5 Ah软包叠片电池,研究对比发现：二次球NCM811在室温25 ℃下经过2 000次循环容量保持率为84.2%,而单晶NCM811电芯容量保持率90.5%;在45 ℃下,二次球样品经过1 300次循环,容量衰减到80%,而单晶样品经过2 000次循环容量保持率仍有86.3%,具有更优的循环性能。其他关键指标,如存储、产气等方面单晶优势明显。
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  成膜添加剂对硅碳体系高温性能的影响

  乔顺攀, 杨欢, 孙春胜, 郭营军

  电源技术. 2023, 47(3): 298-301. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2023.03.006

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  选用丙烯基-1,3-磺酸内酯(PST)与甲烷二磺酸亚甲酯(MMDS)作为硅碳负极体系电解液的添加剂,重点论证了两种添加剂对该体系高温性能的影响。采用DFT密度泛函理论计算了两种添加剂的成膜性,实验结果表明：丙烯基-1,3-磺酸内酯(PST)添加剂的使用具有更加优异的成膜性,使其具有相对添加剂甲烷二磺酸亚甲酯(MMDS)更优异的高温循环与存储性能。甲烷二磺酸亚甲酯(MMDS)的使用不利于高温循环性能的提升。但丙烯基-1,3-磺酸内酯(PST)与甲烷二磺酸亚甲酯(MMDS)添加的使用都可以降低电池的ACIR与DCIR的增长率,抑制电池的热膨胀率与冷膨胀率,提高电池的容量保持率与容量恢复率,显著提升硅碳体系电池的高温存储性能。
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  锂原电池高温贮存寿命及其衰降机理研究

  苏晓倩, 陈昱霖, 刘慕霄, 孟云, 张洋

  电源技术. 2023, 47(3): 302-307. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2023.03.007

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  开展了锂氟化碳电池(Li/CF_x)和锂氟化碳/二氧化锰复合电池(Li/CF_x-MnO₂)高温贮存的研究,分别考察了不同电池体系、不同贮存温度、不同电池封装形式对电池高温性能方面的影响,发现锂氟化碳电池高温贮存性能优于锂氟化碳/二氧化锰复合电池,且圆柱形电池贮存性能优于软包装电池。同时通过交流阻抗、电池DPA分析等对电池贮存后容量衰降的原因进行了分析,明确了其容量衰降的原因,为锂氟化碳电池的贮存模型开发、贮存性能改善提供了理论基础。
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  基于方程和神经网络算法的锂原电池贮存模型

  郑海山, 苏晓倩, 谢欣, 孟云, 张洋

  电源技术. 2023, 47(3): 308-311. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2023.03.008

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  基于阿伦尼乌斯方程和神经网络算法,以温度为加速应力,开展了锂氟化碳电池(Li/CF_x)加速贮存寿命模型的建立和研究。在基于阿伦尼乌斯方程的加速寿命模型中,模型计算值与实测数据结果准确率达到99%以上。在基于神经网络算法的模型中,少量的数据量训练即实现准确率达到85%,为锂原电池的寿命预测提供了有效指导。
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  空间用宽温度范围电池单体电压采集补偿算法

  王锴, 胡斌, 刘涛, 冯利军, 孙宏杰

  电源技术. 2023, 47(3): 312-315. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2023.03.009

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  针对空间用锂离子蓄电池组高精度的采集需求,提出了一种温度补偿的算法。在硬件滤波架构的基础上,将采样误差解耦为非温度相关的系统偏差和器件温度系数引起的误差两方面,通过软件算法进行线性修正和温度补偿,其中各个采样通道的线性修正算法采用相互独立的修正参数以达到更好的修正效果,温度补偿算法则在不同通道中采用相同的温度修正参数。此方法简单可靠,具有较强的可操作性,所有补偿通过软件实现,适用于任意串联节数的锂离子蓄电池组。经仿真和实验验证,此电路在–35~70 ℃对电池单体电压的采集误差小于 2 mV,能够满足空间电池管理系统的需求。同时,本温度补偿方法也适用于其他宽温度范围的参量采集领域。
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  一种航天用低成本锂电池组自主均衡电路

  胡斌, 刘涛, 谭玲生, 王凯

  电源技术. 2023, 47(3): 316-319. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2023.03.010

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  针对商业卫星锂离子蓄电池管理系统的智能化、低成本、高可靠的特点,提出一种基于三端稳压器的锂离子电池均衡方法,其均衡电流、均衡开启电压及斜率可通过三端稳压芯片外围电路进行调节。此均衡电路可以用于单节电池的均衡,也可支持多级级联,从而能够支持任意节电池组成的电池组的均衡。经仿真和实验验证,此电路对单体电池电压的均衡精度小于15 mV,其结构简单、成本低、体积小、可靠性高,能够满足低轨商业卫星锂离子蓄电池组的管理需求。
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  基于阈值修正因子的锂电池动态均衡策略研究

  彭铖, 陈瑞珍, 王晓, 代文良, 袁超雄

  电源技术. 2023, 47(3): 320-324. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2023.03.011

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  磷酸铁锂电池具有能量密度大、电压平台高、无记忆性等优点,在电力工程中得到了广泛应用。但单体电池在容量、电压和内阻等方面的不一致性不容忽视。提出了一种基于阈值修正因子的锂电池动态均衡策略。对反激式均衡电路的拓扑及原理进行了分析,阐述了锂电池均衡电路原理。传统均衡技术以电池组SOC值均值为均衡中心来设置某固定值或比例的阈值,导致均衡效率不明显的问题,提出了一种带修正因子的均衡阈值动态调整方法,并通过能量转移矩阵稀疏度问题求解求得最优转移路径。最后通过搭建磷酸铁锂电池模组模型,验证了所提方法的合理性与高效性。根据仿真结果,验证所提方法能够优化磷酸铁锂电池组的均衡效果和提高锂电池组利用效率。
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  镍钴锰氢氧化物制备过程中报废物料回收方法

  毛占稳, 贾海洋

  电源技术. 2023, 47(3): 325-327. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2023.03.012

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  采用浓硫酸作为浸取酸,双氧水作为还原剂,从镍钴锰氢氧化物制备过程所产生的报废物料回收镍钴锰氢氧化物,并研究了废料和浓硫酸的质量配比、初始酸度、反应温度、反应时间等对镍钴锰氢氧化物回收率的影响。结果表明,反应时间在30~50 min,反应温度在50~60 ℃、采用98%的初始硫酸浓度以及液固比5∶1,镍钴锰氢氧化物回收率超过99%。
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  储能系统用三元锂离子电池热失控火灾特性

  李毓烜, 阚强, 崔海浩

  电源技术. 2023, 47(3): 328-331. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2023.03.013

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  锂离子电池是储能系统的重要组成部分,但储能系统用三元锂离子电池的热失控火灾特性尚未厘清,严重制约了此类储能设施消防控灭火手段的应用和储能行业的安全发展。通过储能系统用三元锂离子电池的热失控实验、量热实验和热扩展实验,研究了电池单体热失控和电池模组热扩展的发展规律。实验结果表明,储能系统用三元锂离子电池在热失控后会直接起火燃烧,释放出大量可燃气体,燃爆剧烈,会形成持续的喷射火,电池单体热失控容易触发相邻电池单体发生热失控,形成链式反应。
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  基于充电脉冲激励的电池内短路故障诊断方法

  吴静云, 鄢博, 戚文, 孙金磊

  电源技术. 2023, 47(3): 332-336. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2023.03.014

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  动力锂离子电池是电动汽车重要的动力来源,其安全稳定运行对于保障电动汽车续航里程和保证驾乘人员安全具有重要意义。然而,目前锂离子电池相关的安全事故频发,而电池内短路故障由于发生在电池内部,具有隐蔽性和不可预知性而难以察觉。提出一种面向电动汽车充电过程的电池内短路故障诊断方法,以阶梯充电电流作为激励,通过建立电池内短路故障等效电路模型,结合带遗忘因子的最小二乘算法辨识等效电路模型参数,进而进行荷电状态(state of charge,SOC)估计和短路电阻估计,从而实现电池内短路故障诊断。在所搭建的电池内短路故障模拟测试平台上进行实验,结果表明所提出方法可以有效识别模拟的50和75 Ω短路故障,短路电阻估计精度分别是94%和86.7%。
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  干燥工艺和导电剂对镁空气电池放电性能影响

  杨哲, 袁比飞, 王勇, 屈文涛

  电源技术. 2023, 47(3): 337-340. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2023.03.015

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  为研究正极干燥工艺和不同导电剂对正极电化学性能以及镁空气电池放电性能的影响。通过扫描电镜表征了正极材料的微观结构,采用电化学方法测试了极化曲线、电化学阻抗谱和空气电池放电性能。结果表明：以20 mA/cm²电流密度放电时,使用真空冻干法制备的正极PTFE呈网状均匀分布,电压平台最高为1.1 V且保持稳定;以碳纳米管作为导电剂时,正极呈“珍珠串”结构,增加了反应活性位点,电池放电性能最好。
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  质子交换膜燃料电池水热管理特性研究

  姚安琪, 曹亚平, 刘单珂, 于立军

  电源技术. 2023, 47(3): 341-347. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2023.03.016

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  质子交换膜燃料电池水热管理问题是影响电池输出性能的一个重要因素。建立了带冷却流道的三维、两相、非等温单直流道PEMFC模型,并运用计算流体力学(CFD)对燃料电池进行数值模拟,以温度、物质质量分数、膜水含量等水热管理关键因素揭示电池内部传质传热过程和电化学特性。同时研究了不同反应气体进气方式、冷却水流动方向及冷却水温度对PEMFC输出性能的影响,为燃料电池的水热管理优化、实现产业跃进式发展提供参考。结果表明：若燃料电池产物水未及时排除,阴极侧流道尾端易出现水淹现象;当PEMFC采用同向顺流或同向逆流模式时,当冷却水温度等于电池工作温度(353 K),膜温度和水含量分布较为均匀,燃料电池的输出性能较好。
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  图案化膜对PEMFC阴极质量传递的影响研究

  陈鑫, 覃文山, 解玄, 尹必峰

  电源技术. 2023, 47(3): 348-352. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2023.03.017

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  为了探究图案化膜通过影响单电池内部水气输运机制进而影响电池性能这一中间机理过程,建立了质子交换膜燃料电池的单电池模型,并进行了数值仿真计算,对比了微孔图案膜和凸起图案膜的性能,发现微孔膜的效果更佳。探究了质子交换膜阴极表面微孔的半径和数量对燃料电池性能和阴极质量传递的影响。结果表明,微孔的存在可以起到一定的微储水作用,使膜的湿润性增加,进而利于质子传导,这也是相较于凸起膜,微孔膜性能更好的主要原因。随着微孔半径的增加,膜的储水能力增大,产生的电流密度逐渐变大。随着微孔数量的增多,膜表面水含量和电流密度也有一定的升高趋势,但趋势均不太明显。
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  基于默里定律设计的PEMFC阴极分配器研究

  靳遵龙, 韩旭, 霍东方, 刘杨

  电源技术. 2023, 47(3): 353-356. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2023.03.018

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  为了提高质子交换膜燃料电池(PEMFC)中流道内气体分布的均匀性,对燃料电池的流道分配器的结构进行了研究。结果表明：传统的分配器结构会导致通道间的压降差异较大,氧气分布的均匀性差,电池输出功率低。随着增加分配器主通道的宽度,压降差异有所减小,氧气分布的均匀性略有提高。而基于默里定律设计的新型分配器结构可以提高15.67%的通道压降和79.48%的氧气分布均匀性,电池的输出功率也提高约25.2%。最后通过计算推导表明：增加流场中的平均压降和减少通道间的压降差异可以改善气体分布的均匀性。
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  基于不锈钢毡的自支撑催化电极析氧性能研究

  周喜悦, 李焕巧, 孙海

  电源技术. 2023, 47(3): 357-361. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2023.03.019

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  电解水制氢技术在清洁能源转化中具有重要应用价值,但开发低成本、高性能的析氧电极仍具有挑战性。采用不锈钢纤维毡为基底,通过一步电沉积法在其表面原位生长镍/铁层状氢氧化物薄膜,所制备的催化电极成本低廉、析氧活性良好。电化学测试结果表明,在1 mol/L KOH电解液中,电流密度为10 mA/cm²时所需的过电位为242 mV,相应Tafel斜率仅为39.4 mV/dec,其性能优于商业铱基催化剂制备的电极性能。72 h恒电流测试过程中析氧催化活性未发生明显衰减。
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  风冷燃料电池结构优化及装配压力设计

  杨昆鹏, 杨海沦, 裴后昌, 宋少云

  电源技术. 2023, 47(3): 362-365. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2023.03.020

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  风冷质子交换膜燃料电池简化了传统燃料电池的结构,极大地增强了其便携性而备受关注。风冷燃料电池的装配压力以及密封件的设计对于电池的性能具有重要影响。通过建立三维模型,运用有限元方法对风冷石墨流场板及密封件进行结构力学仿真分析。结果表明当直流道石墨流场板中密封圈的厚度为0.50 mm,双极板长度为225 mm,装配压力为2.5 MPa时,风冷燃料电池双极板应力分布均匀性最好,电池性能最优。
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  铝银电池电液循环泵气液两相流动特性仿真

  邢树兵, 高新龙, 闻杰, 李学海, 韩超

  电源技术. 2023, 47(3): 366-369. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2023.03.021

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  为进一步了解气液两相工况下的铝氧化银电池电液循环泵内部流动特性,选取比转数n_s=63.7的某型铝氧化银电池电液循环泵作为研究对象,结合CFD数值模拟技术,基于CFX软件中的Eulerian-Eulerian非匀相流模型,对泵内部流动特性进行仿真计算,得到不同进口含气率工况下的中截面压力、气相体积分数分布及流线分布。结果表明：随着进口含气率增加,电液循环泵内流体分布不均匀度增加,叶轮对流体做功能力下降;循环泵内气相分布主要集中在叶片工作面进口区域,随着进口含气率变大,部分流道会被气体严重堵塞,导致泵的流量、扬程产生剧烈波动;随着进口含气率增加,旋涡、回流影响范围逐渐扩大,在旋涡、回流及气液两相滑移的相互作用下,流道内流线分布十分紊乱,产生较大的能量损失,造成扬程及效率下降。
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  MCMB基微晶炭的制备及其电容特性研究

  王泽楷, 王正杰, 张鹏, 王雨佳, 时志强

  电源技术. 2023, 47(3): 370-373. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2023.03.022

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  以中间相碳微球(MCMBs)为前驱体,采用预炭化和KOH活化法制备不同结构特征的MCMB基微晶炭;采用X射线衍射技术和N₂吸附法对其微晶结构与孔结构进行表征,并采用恒电流充放电的方法研究其电容特性。结果表明,碱炭比的提高有效地增加了MCMB基微晶炭的类石墨微晶层间距、比表面积与孔容,其放电比电容与耐电压特性也随之提升。其中,碱炭比为4∶1制备的微晶炭NMC4的电极在3.5 V工作时,展现出107.1 F/g的高比电容和48.1 Wh/kg的高比能量,并具有大于6.2 kW/kg的比功率和稳定的循环性能。NMC4是一款具备实用化潜力的新型炭电极材料。
研究与设计：物理电源
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  Sb元素掺杂对GeTe-PbTe材料热电性能的影响

  陈媛媛, 刘佳林, 阎勇

  电源技术. 2023, 47(3): 374-376. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2023.03.023

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  以(GeTe)_0.91(PbTe)_0.09固溶体合金为研究对象,通过掺杂Sb元素来降低载流子浓度,探索Sb元素含量对(GeTe)_0.91(PbTe)_0.09材料热电性能的影响机制,提升材料热电性能。通过熔炼、真空热压、退火结合工艺制备了一系列(GeTe)_0.91–x(PbTe)_0.09(SbTe)_x材料样品,对其热电性能进行表征和研究。结果表明：掺杂Sb元素后,成分为(GeTe)_0.85-(PbTe)_0.09(SbTe)_0.06材料热电性能最好,其ZT值在773 K条件下可达到1.65。将(GeTe)_0.91(PbTe)_0.09材料和(GeTe)_0.85-(PbTe)_0.09(SbTe)_0.06材料制成温差电单偶,测试单偶的热电转换效率,(GeTe)_0.85(PbTe)_0.09(SbTe)_0.06材料单偶的热电转换效率可达(GeTe)_0.91(PbTe)_0.09材料单偶的201.5%。
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  基于动态温变特性的全局温差发电MPPT方法

  陈逸峰, 朱文超, 谢长君, 杨扬, 李浩

  电源技术. 2023, 47(3): 377-381. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2023.03.024

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  最大功率跟踪(MPPT)技术是提高温差发电器(TEG)发电效率的必要手段。然而,传统的多峰值MPPT方法往往只关注其静态搜索能力和光照突变情况下的追踪过程。不同于光伏电池,TEG两端温差无法突变而是呈现出缓慢变化趋势。因此,提出一种基于动态粒子群算法(DPSO)的MPPT算法,用于动态温差环境下温差发电的最大功率点跟踪。DPSO通过多阈值检测和群体定向淘汰,避免算法频繁重启,减小了能量损失,提升了多峰值MPPT算法的动态性能。最后,与扰动观察法、改进粒子群算法进行对比仿真,结果表明所提出的算法在各种环境下可以更加准确并快速地实现MPPT。
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  空间用太阳电池阵地面长期贮存研究

  崔鹏, 崔新宇, 寻薇, 吴致丞

  电源技术. 2023, 47(3): 382-384. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2023.03.025

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  因太阳电池阵地面贮存设计寿命为3~5年,针对某型号推迟发射后面临的太阳电池阵地面长期贮存的问题,对其地面长期贮存技术进行了研究。分析了太阳电池阵地面贮存中环境对电池电路、封装材料、以及胶粘剂与其它材料等主要因素的影响。太阳电池阵采用在充有高纯度氮气的贮存箱中贮存、贮存箱置于温湿度控制的环境中、缩短太阳电池阵在贮存箱外装配与测试时间,以及对太阳电池进行100%裂片检查等措施,确定了地面长期贮存可靠性增长实验项目,并进行了实验验证。结果表明：因各种原因经过长期的地面贮存,太阳电池阵在采取了各项措施后,发射前测试结果满足指标,发射后在轨运行正常。
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  砷化镓太阳电池铝锗银下电极可行性分析

  王鑫, 李晓东, 杜永超, 肖志斌

  电源技术. 2023, 47(3): 385-387. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2023.03.026

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  随着航天商业化进程的推进,砷化镓太阳电池降低成本的需求已经迫在眉睫。针对这一需求,设计并制备了砷化镓太阳电池铝锗银下电极,并对采用铝锗银下电极的砷化镓太阳电池开展了空间环境考核实验,结果表明该砷化镓太阳电池电极牢固度满足国军标相关规范要求。因此,认为铝锗银下电极体系具有在空间用砷化镓太阳电池上应用的潜力。
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  基于改进扰动观察法的光伏MPPT控制算法研究

  周睿, 徐良, 刘文浩, 韩冰, 万占鸿

  电源技术. 2023, 47(3): 388-392. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2023.03.027

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  针对光伏系统输出功率低的现状,提出一种基于扰动观察法的变步长最大功率点追踪算法和Boost电路的改进方法。通过建立光伏仿真模型,在传统MPPT算法的基础上引入自适应步长因子,从而在保证追踪速度降低的同时,也使得输出功率稳定在最大功率点附近,选择合适的电感电容组成无源无损软开关引入Boost电路,降低DC/DC电路本身的功率损耗,最终从速度、精度、效率、功率大小和稳定性等多个维度进行了比较。该方法在提高功率追踪稳定性的同时,能够使追踪速度降低约20%,同时能够大幅度提高光伏系统的输出功率,达20%~30%。提高了MPPT追踪速度,增大了光伏系统整体输出功率。
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  基于对偶相切和Lagrange插值的高压光伏MPPT算法

  叶志, 施武生, 曾亚东, 李凯

  电源技术. 2023, 47(3): 393-397. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2023.03.028

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  为了提高高压光伏发电系统中最大功率点跟踪(MPPT)的速度、精度以及跟踪到最大功率点(MPP)后运行的平稳度,提出一种对偶相切与Lagrange插值相结合的改进MPPT算法。该算法利用对偶切线法的快速性和Lagrange插值法的近似拟合作用,迅速将参考电压定位到最大功率点附近,最后以极小的步长运行到MPP。仿真结果表明：所提出的改进MPPT算法与传统扰动观测法相比,能够更快速、精准地追踪到最大功率点,并以更小的波动持续地输出最大功率,有效地减少了光伏发电系统的功率损失,提高了太阳能的利用率。
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  一种具有MPPT功能的光伏逆变器下垂控制方法

  秦建衡, 罗朝旭, 刘洋

  电源技术. 2023, 47(3): 398-402. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-087X.2023.03.029

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  单相光伏并网系统中各单元之间普遍需要通信互联,降低了系统的可靠性且不易于扩展,在离网模式下,MPPT算法容易导致过压和过充现象。针对上述问题提出一种能实现MPPT功能的单相光伏逆变器下垂控制方法,该方法对传统下垂控制方程重新构造,将光伏电池阵列的P-V特性曲线导数dp_pv/dv_pv引入到下垂控制中,通过控制逆变器的输出功率直接调整光伏电池阵列的输出电压,从而实现最大功率点跟踪。所提方法无需复杂的MPPT控制算法,保留了下垂控制的无互联通信和“即插即用”等优点,在离网模式且负荷容量不超过系统带载能力的条件下,可实现功率均分。最后仿真结果验证了所提方法的正确性和有效性。